Способ приготовления бурового раствора

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЗЬО Е 21 В 21/06АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1 ф ау АНИЕ ИЗОБРЕТЕ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Среднеазиатский научно вательский институт природног (53) 622.243.144,2 (088.8)(54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯБУРОВОГО РАСТВОРА путем позирования и смешивания сыпучего материалас жидкостью затворения в зоне разрежения,отличающийся тем; очто с целью повышения качества приготовления, раствора, зону разрежения о- ссоцают движущимися навстречу другдругу ацгеэионными слоями жидкости,образованными на поверхности барабанов,помещенных в жицкость эатворения, при- СР чем величину вакуума в эойе разрежениярегулируют изменением величины линейнойскорости вращения адгеэионных слоев,а расстояние между слоями изменяютпропорционально величине частиц доеир- емого сыпучего материала.20 35 Белью изобретения является повыше ние качества пригоговления раствора.Бель достигается тем; что зону раз"40 режения создают движущимися навстречу друг, другу адгезиойными слоями жид-. кости, образованными на поверхности барабанов, помещенных в жидкосгь заъ ворения, причем величину вакуума в зоне 45 разрежения регулируют изменением величины линейной скорости вращения адгезионных слоев, а расстояние межцу слоями изменяют пропорционально величине частиц аозируемого сыпучего материала. 50Сущность изобретения заключается в том, что если цва цилиндрических ба рабана поместить в жицкость затворения (воцу, раствор химических реагентов или буровой раствор) и вращать их 55 навстречу друг другу, то. на поверхностях барабана образуются ацгезионные слои жидкости, толщина которых зави 8951Изобретение относится к способам приготовления бурово"о раствора цля бурения нефтяных и газовых скважин и может найти применение в нефтегазодобыче геологораэвецке, строительстве, сельском хозяйстве химической промышленности и цругих областях народного хозяйства.Иэвесген способ приготовления бурового раствора путем аоэирования исхоцного порошкообразного материала и сме- О щения его с жиакостью затворения Г 13Недостатком этого способа является то, что при его использовании можно применять в качестве исхоцных материалов только порошкообразные сыпучие 15 тела с небольшой величиной фракций (в пределах 1-3 мм), а также достаточно сложное конструктивное выполнение уст-.ройств аля реализации этих способов ведет к значительным затратам.Наиболее близким к изобретению является способ приготовления бурового раствора путем аоэирования и смешивания сыпучего материала с жидкостью затворения в зоне разрежения (.2 3. 25Недос гатками известного способа являются ограничение его использования при необходимости приготовления бурового раствора иэ комовых и крупно- фракционных исхоцных материалов, ао статочная конструктивная сложность устройства для его реализации и сложность регулирования величины эоны разрежения, так как аля этого необходимо регулировать расхоц жидкости затворения, что не всегда преаставляется возможным. сит от скорости вращения барабана,вязкости раствора и гиарофильностиповерхности барабана. При вращенииадгезионные слои захватывают своейповерхностью возцух, в результате чегов зоне сближения слоев образуется зонаразрежения, Величина вакуумной составляющей в этой зоне зависит от линейнойскорости движения слоев. В точке соприкосновения адгезионных слоев образуется значительная турбулизация потокажиакости. Максимальной точкой разгонаслоев, т,е. точкой, где линейные скорости слоев максимальны, является местогде суммируются линейная скорость потока жидкости и сила тяжести массы жидкости, направленные в одну сторону,Возможность регулировать толщину слоеви расстояние между ними (путем изменения расстояния межцу поверхностямибарабанов) позволяет вводить в пространство между барабанами, т.е, в местевстречи адгезионных слоев, исхоаныйматериал практически с любой величиныфракции.На чертеже показана схема реализа.ции способа,В емкость 1 с жицксстью затворения,например воцой, раствором химическихреагентов либо буровым раствором, который необходимо дополнить исходнымиматериалами, помещают барабаны 2и 3 и вращают их навстречу друг другу.При вращении барабанов с опрецеленной скоростью на их поверхности образуются ацгезионные слои жидкости 4и 5, толщина которых зависит от адгеэионной способности поверхност,й барабанов 2 и 3 (величины их гидрофилизацци), скорости вращения барабанов креологических свойств жицкости (чембольше аинамическое напряжение сдвига, тем толще образуется слой).,Линейная скорость аагезионных слоев 4 и 5 несколько меньше скорости вра щения барабана и отставание ее зависит также от реологических свойств жидко сти затворения и гиарофильности поверх ности барабанов 2 и 3, Максимальной скорости разгона ацгезионные слои достигают в точке А, где совпадают направления составляющих линейной скорости потока и силы тяжести массы жидкости, нахоцяшейся в слоях. При вращении ацгезионные слои 4 и 5 своей поверхностью захватывают воздух окружающей среды, в результате чего в зоне сближения слоев образуется эона3 89разрежения 6, гце происхоаит поцсосвозцуха.Разгрузочный патрубок 7 бункерапитателя 8, заполненного исходным материалом, помещают в зону 6, в результате чего происходит поасос исходногоЮмате риала,Материал попааает в место соприкосновения ацгезионных слоев 4 и 5, гдепроисхоаит активная турбулизация потоков жиакости и интенсивное перемешивание жидкости с исходным материалом,Интенсивная турбулизация возникает какза счет сложения линейных скоростейпотока, направленных под острым угломдруг, другу (коммулятивный эффект), таки за счет уцарной компенсации центробежных сир ацгеэионных слоев, направленных от центров к периферии барабана,которая происхоаитв токе А соприкос-новения,слоев. Если цаже в первый мо.мент перемешивание происходит не в заданной степени гомогенизацинто тверцая или другая ввоаимая фаза, находящаяся в жицкости, захватывается поверхностью барабанов 2 и 3, поступая ваагезионные слои 4 и 5, вновь попацаетв зону активной турбулизации и перемешивания цо тех пор, пока не достигнет,заданной степени гомогенизации,Величину вакуумной составляющейв зоне разрежения 6 регулируют изменением скорости вращения барабанов 2и 3, а также вязкостью жицкости затворения, так как чем больше вязкость,тем больше трение межцу поверхностямиаагезионных слоев 4 и 5 и воздухом,Регулируя расстояние межцу поверхкостями барабанов 2 и 3 в точках А,можно вводить в аагеэионные слои 4и 5 исхоцный материал любой крупности,что расширяет область испопьзования.изобретения,5166 4В качестве примера можно привестиэксперименты по исслецованию величинывакуумной составляющей, возникшей взоне разрежения, образованной цвумядвижущими адгезионными слоями (навстречу друг другу), за счет захватавозауха поверхностью ацгезионных слоев.Так, например, при образовании ацгезионных слоев 4. и 5 воцы толщиной 8-1 О 9 мм (при скорости вращения барабанов2 и 3 в пределах 1200-1400 об/мин)величина вакуумной составляющей в зоне 6 составляет 0,42 ат, а при образовании ацгеэионных слоев той же толщи 15 ны из бурового раствора быпа в прецелах 0,62-0,64 ат.Увеличение вакуумной составляющейв зоне разрежеция 6 при увеличениивязкости раствора обьясняется тем, что20 увеличивается сила трения межау поверхностью аагезионного слоя и окружающим возцухом, а также тем, что сувеличением вязкости увеличиваетсяповерхностная турбулизация потока25 жидкости, образуются микробурунчики, чтотакже ведет к увеличению трения иповышению захвата .прилегающего к поверхности ацгеэионного слоя, слоя воздуха,Зо При.увеличении числа оборотов Мрабана ао 1800-2000 об/мин, что привоаит к увеличению линейных скоростейацгезионных слоев из бурового раствора, величина вакуумной составляющейв зоне 6 достигает 0,68-0,72 ат.Изменение расстояния межцу ацгезионными слоями в. пределах суммы толщины слоев, т.енапример, ао 16-18 мм,позволяет успешно позировать и перемешивать крупные частицы. глины (агрегаты и комки) ао величины 8-9 мм без, образования глинистой пробки между поверхностями барабанов.Составитепь Е, МолчановаРеаактор О. Юркова .Техреа М.Нааь Корректор А, ференцЗаказ 7972/1 Тираж 603 Поцписное ВНИИПИ Госуаарственио 1 о комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 335, Раушская набц. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, уЪ, Проектная, 4