Способ регенерации бурового раствора и устройство для его осуществления

(19) И 1) 4 И Е 2 В 21 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И БУРОВО ВО ДЛЯ ЕГ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа(56) 1. Справочник инженера по бурению Под. ред. В. И. Минцевича, т. 1, М.,Недра, 973, г., с. 59 - 60.2. Патент ЧССР109992, кл. 5 а 31/20, опублик. 1959.(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИГО РАСТВОРА И УСТРОЙСТ О ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ регенерации бурового раствора путем отделения крупных частиц выбуренной породы с последующим электрофоретическим отделением глинистых коллоидных частиц, отличающийся тем, что, с целью повыц.ения качества регенерации бурового раствора, создают свободно падаюгций поток неочиц 1 енного бурового раствора и изменяют траекторию частиц в этом потоке путем воздействия на него плоской направленной под углом к потоку неочишенного бурового раствора струей очишенного бурового раствора, из которого электрофоретически отделена часть коллоидных частиц.2. Устройство для регенерации бурового раствора, содержащее отделитель крупных частиц, насос для подачи очищенного бурового раствора и электрофоретический отделитель глинистых коллоидных частиц, отличающееся тем, что оно снабжено желобом для подачи в отделитель крупных частиц неочищенного бурового раствора и шелевым соплом, соединенным с насосом для подачи очи шенного бурового раствора и установленным перпендикулярно желобх, отделитель крупных частиц выполнен в виде камеры со встроенными емкостями, причем последняя емкость по потоку очишенного раствора гидравлически связана с электро- Ж форетическим отделителем, а вход насоса для подачи очищенного раствора соединен с последним.3. Устройство по и. 2, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования диапазона дисперсных частиц, отделитель крупных частиц снабжен поперечными угольниками, подвешенными на тягах в верхней части отделителя по потоку очищенного раствора.Изооретенпе относится к горной прочыиленносги, д именно к сбуровой технике, а оолее кс)нкретно к способам регенерации бурошо раствора и устройствам лля их осу(цесгвлсния, и может быть использова(ю при бхренни нефтяны, газовых и геологоразвело пп,х скважин,Известны способы и устройства лля очис ки нд гплроциклонах согласно которыч из бурового растворы удаля(отея крупнь,е и гяжслые частицы твердой фазы 1. Мелкие и легкие частицы менее 20 мкм),ксл орые появляются при диспергированиив бх ровом растворе кусочков выбуреннойпороды, не могут оыть улылены в гидроциклонах п лругих применяемых очистных устройствах.Нднбосее близким к изобретенио являетСя СПСКС Г)С С Нсрс)ц(351 бХ рОВОГО раСТВорапх тем отлслен ия (хруп пы х частиц выбуренной Городы с после,(укнцич электрофоретическим сп,(слепнем глинисты.с соллоилныхчастиц и устройство лля ре(снерации буровоо расгвора, солсржащсс отлелитель крупных частиц, пассс;(ля подачи очише(ногобх рового растворы п элсктрофоретическийотлслптель глинистых коллоилных частиц 2).Б рязсявленном и очинвином таким обрззсх бх ровоч растворе остаются мелкисНЕЗяряЖСПНЫЕ сЫСИП 1 ВЫбуреппай ПОрОЛЫи кллоилыльныс отриитс.ьно заряженныеГ, 3 11111 С Г Ь (. сс 1(.111 11 . 3 с 1 Г С М И 3 Э Т О 0 Р Ы С Т В 0р отлегя 0) (рпцытель(о заряженные глинистые частицы, осяж;ия их па врап(аюцсмсяНле с последуюцпч удалением пхСКрсбКОЧ. ОСс(Ж,(С Н(ЫЕ ОГрнцятЕЛЬНО Заряженныс (лпписгые час"гпцы увлекдот час гьнезяря кснных частиц, которые осаждаютсяН 3 ВРЫ П(з К) ПЕСЯ ДОЛЕ,1 е;(остс(тко)1 лзнпь( спосооов и Устройств явля(хгся то, что очпшзк)т толькочасть оуровоо раствора, д другая, значительно бсльшыя часть, поступает в скважину нсочнценКй.Г 1 ри осИсКс утяжеленного раствора час.ТИПЫ МТЯ ЖСХ П(ТСГ 5 ЗЯХВЯТЫВЗЮТС 53 ГЛИНИСТЫЫ Ч И (с 3(.Т П П Ы )3 П И 0(.С,1 З К)Т В )1 ЕСТ(с С Н И М Ины сяраснс. (рх Тая часть утяжелителя,см( нЗпныя с челкпми частицами шлама,возврс)пиеС 5 в буровой раствор. Качестворстворы резко снижается. При накопленииЧСЛКОП НГсХЫ ПОяВЛястея НЕО(бХОЛИМОСТЬв его удалении. Это требует лополнительногооборхлос(ния, трудовых и материальныхза Грыт. Кроме тоО, прелварительныя очистка растворы от крупных частиц трсбует спсЦис(,1 Ь 3 ОГО ОС)ОР(ЛГ)всНИ 51 С,10)КНОЙ КОНСТР(Кпии11 егп, пзобрегенпя . Новьшение качестваре(еперыппп б)уровоо раствора и обеспсчеНИЕ ВОЗ)ОЖНОСИ РЕХ.(ИР)Вс 3 ПНЯ Лнднс 1;303 алиссрсных чстип.1 Осс 1 В,1(.1(ыя (ег 1 ь;ц)с Ги с)е 051 те)1,ГоС(ТПС 13 СПО(ООХ РС(.ПСРс ППП ОМРОЕОГО Рс 1 СТ 5 О 35 20 25 30 35 40 45 50 55 воры путеч отделения крупных частиц выоурснной поролы с послелующпм электрофорстичсским отлелениеч глинистых коллоилных частиц, созляют свободно падающий поток неочищенного бурового раство.ра и изменяк)т траекторик) частиц в этом потоке путем воздействия на него плоской направленной пол углоч к потоку неочищенного бурового раствора струей о(ице(ного раствора, из которого элсктрофоретически отделена часть коллоилпых частиц.Устройство для регенерации бурового раствора, содержащее отлелитсль крупных частиц, насос лл 53 подачи очищенного бурового раствора и элсктрофор(тический отле. литель глинисты.с ксллоилных частиц, снабжено желобом лля по ичп В отлелитель крупных частиц неочищенного бх ровоо раствора и цслевы ч солом, сослинспныч с насосом лля полячп счипСнного бурового раствора и установленныч перпендикуляр- НО )КЕЛООУ, Г)ТЛЕ.(ИТЕЛЬ КРХ ПНЬХ КИСТИН ВЫ- полнеп в вилс камеры со встроенными емкостями, причсч последняя емкость по пото.ку очиценпого раствора гидравлически связана с электрофоре гиессих отлслптелем, с 1 ВХОЛ НДСОСД ЛЛЯ ПОЛЗ 1 И С)ЧИН(ЕН НОГО Р 3 СТВОРД СОЕЛИНЕН С Ш)СЛЕЛНИМ.Кроме того, отлелитель крупны.с частиц снабжсн поперечными упльниками, полвецс 1 ны(х и н с 1 тЯ Гз х В Ве 1 х ней с ссти ( слег(и - теля, К) пс соку очи шыемоп расВоры.Способ реализуется сСлх юшим образом.Из зышлымленно о оурового раствора, посгупыОп(его из сква)кипы, отделяют крупные частицы выбуинной порс),ц с последующим электрофоретичсским отлелепием глинистых коллондных частиц. .сгя выделения из бурового раствора крупных часгиц создают свобоЛпо па,Ик)ший поток нсочи.щенного бурового растворы и пзхсияют траекторию частиц в э го) потоке путем возлейстВи 51 ны неГО пг 10 ской струе(3 0 иценнОГО раствора, направленной нол х гг(оч к поток) неочищенного бурового раствора и собираО а;июшие частицы близких траекторий В рззлельнь(с е)кости. Из Очи 1 пенпоГО бх роого рвевора электрофорети чески ОтЛЕЛ 5110 Т Чс 3 СТЬ ГЛННИС(ЫХ КОЛЛОПЛНЫХ с(ЗС- тпц. Угол чежЛу потокох Неочип(енного бурового раствора и плоской струей ехнологической жидкое(и ВыбиряОт в прелелах 45- 1:)5 в зависичосги от парамстров буроВог) расгворы.1 ы сертеже пре;Стывленс; стройствеЛ,151 РСсГП 1 ЗЫЦИИ СНОС ООЯ,, стрОйство содержит 01 лел и е 1 зКр) иных ыстип, насос 2 для по;и 1 и очн(пенного РаетВОРЯ И ЭГЕСТРО(ОРЕТ(сЕСС(3 ОтЛЕЛН.гель ) лпписгых коллоплныьх частиц, кото.рый выполнен в вилс камеры 4 с встроснны- )3 И Р с(З,(С.(ЬП Ь(Ч И (М КО.Т 53 Ч П ) -П (Н с ОЖ Сч жеосоч 8 лгя полычи сн рсз ирхбок00407 Составитель Е. МолчановаТехред И. Верее Корректор М. немчикТираж 564 1 одписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и о крцтий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Н. Воловик Заказ 448528 внутрь камеры 4 неочищенного бурового раствора и 1 целевым соплом 10, которое соединено с насосом 2 через трубопровод 11 и задвижку 12. Вход насоса 2 посредством трубопровода 13 соединен с электрофоретическим отделителем 3 глинистых коллоидных частиц. В качестве насоса для очищенного раствора используется буровой насос; емкости 5 и 6 выполнены с разгрузочными устройствами 14 и 15. Щелевое сопло 1 О выполнено шарнирным с возможностью поворота в вертикальной плоскости. Для более полного разделения частиц шлама утяжелителя и глинистой суспензии к камере 4 подвешены на тягах 16 и 17 поперечные угольники 18 и 19 с возможностью смещения по длине устройства. Емкость 7 выполнена с перегородкой 20 для отбора чистой жидкости. Электрофоретический отделительсостоит из вращающегося барабана 21, подключенного к положительному и отрицательному полюсам источника 23 постоянного тока соответственно. Для съема глинистой корки используется скребок 24.Устройство работает следующим образом.Зашламленный буровой раствор поступает в устройство через желоб 8 и патрубок 9, выполненный в виде поперечной щели. Одновременно через сопло 1 О иод давлением при помощи насоса 2 подается фильтрат бурового раствора из емкости 7 через трубопровод 13. Выходягцая с большой скоростью из сопла 10 струя захватывает буровой раствор, выходягций из патрубка 9. При этом происходит разбавление бурового раствора и сообгцение его с частицами кинетической энергии. Поскольку твердые частицы, входящие в раствор, имеют разную массу, то результирующие траектории этих частиц разные и они падают в одну из емкостей 5 - 7. Частицы утяжелителя более тяжелые, но мелкие падают в емкость 6.Менее тяжелые, но более крупные частицы шлама падают в емкость 5. Тонкодисперсные и коллоидные частицы оседают в емкости 7.5 Диапазон дисперсности частиц в емкостях5 - 7 можно регулировать изменением угла поворота сопла 1 О и сме 1 цением поперечных угольников 16 и 17 вдоль камеры 4. В зависимости от содержания и состава твердых частиц, составляющих твердую фазу бурового раствора, угол поворота сопла 0 изменяется в пределах 45 - 135 от вертикали, а увеличением вязкости и СНС бурового раствора угол поворота сопла увеличивается.15 Утяжелитель из емкости 6 при помощиразгрузочного устройства 15 возвращается в емкость циркуляционной системы, где смешивается с очищенным от шлама раствором или загружается в контейнеры при окончании бурения скважины. Шлам из емкости 5 при помощи разгрузочного устройства 14 сбрасывается в отвал. Удаление коллоидной твердой фазы из бурового раствора осуществляется при помощи электрофоретического отделителя 3. Г 1 ри подаче постоянного 25 тока на электроды 21 и 22, отрицательнозаряженные частицы глины оседакзт в виде плотной корки на положительно заряженном барабане 21 и снимаются с него скребком 24. Осветленная жидкость через перегородку 20 поступает в трубопровод 3 к насосу 2. Другая часть жидкости возвращается в циркуляционнук) систему скважины.Снятая с барабана коллоидная твердая фаза сбрасывается в отвал.Предлагаемый способ и устройство позволяет ос ц 1 ествл 1 ть очистку р;1 створа от шлама, регулировать содержания в растворе коллоидной твердой фазы и регенера.пик компонентов оурового раствора при окончании бурения скважиньк