Промывочная жидкость

(51)5 С 09 К 7 ЕТЕЛЬСТВУ А ВТОРСНОМУ т 1000 г воды, вво емешивают 15 мин, вежего без замования и перемешиВ сосуд дят 20 г г вводят 2 г раживаниявают смесьГИАБС си лив ины, и ГИАБСА змора 5 мин зом При раб подают рас дисперсии чука и рас дают расче риловой ки температур реакционну отающчетно мешалке в реакто оличество водной ен-стирольного ка нициатора. Затем оличество нитрила При определенной чение 15-20 мин в у вводят. расчетно утадворное ую по К ы е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(56) Нефедов В.П. и др, Технологияприготовления и применения полимерных и полимербентонитовых промывочных жидкостей. Л.: ОНТИ ВИТРа, 1979с.46,Кистер Э.Г, Химическая обработкабуровых растворов М.: Недра, 1972,с.195,Авторское.,свидетельство СССРй 1229219, кл. С 09 К 7/02, 1984,(57) Изобретение относится к промывочным жидкостям, используемым при Изобретение относится к промывочным жидкостям, используемым при бурении скважин, преимущественно геолого-разведочных, на твердые полезныеископаемые,Цель изобретения - улучшение качества жидкости за счет повышенияее стабильности,Промывочную жидкость, содержащую,мас.ь от массы жидкости; глина 2,ГИАБС 0,2 со степенью гидролиза 30и содержанием бутадиен-стирольныхзвеньев 1,5 мас.4 от массы полимера,оготовят при температуре 21 С следующим образом,бурении скважин, преимущественногеолого-разведочных, на твердые полезные ископаемые, Цель - улучшениекачества промывочной жидкости за счеповышения ее устойчивости при одновременном снижении ее токсичности.Промывочная жидкость содержит следующие компоненты при их соотношении,мас,Ф: глина 2,0-4,0; продукт гидролиза полиакрилонитрила, привитого кбутадиен-стирольному каучуку со сте"пенью гидролиза 30-50 и содержаниембутадиен-стирольных звеньев 1,52 мас.Ф (на сухое вещество) 0,2-0,5и вода. - остальное. Использованиежидкости позволяет повысить показатели устойчивости суточного отстоя,стабильности и фильтрацйи, а такжеулучшить природоохранные свойства,1 табл. тезируют следующим обра+сн,-снсн, -сн 3 - сн, -сн:сн-сн, -сн-сн 4- СОИН СООБа количество водного раствора активатора. Компонентами каталиэаторнойсистемы являютсяперсульфат калияи тиосульфат натрия. По завершенииреакции полимериэации для отделениянепрореагировавшего мономера суспензию полимера нагревают до более высокой температуры. где п = 1000-1500 р х = 50-70 мол.Ж;у = 30-50 мол.Ж; э = 1,5-2,0 мас,Ж.Введение в промывочную жидкостьукаэанного полимера позволяет повысить ее качество благодаря лучшей 20(по сравнению с гипаном) стабилизирующей способности, сохранению этойспособности в течение нескольких лет(в то время как зарубежные акриловыеполимеры имеют срок гарантии от 1 до 256 мес), а также при замораживанииразмораживании.Затем по известным методикам измеряют суточный отстой (ТУ 25-0825967), стабильность (ТУ 25-0826 1-6),плотность (ТУ 25-08543-69), показатель фильтрации-водоотдачи (ТУ 2508260-67), толщину фильтрационнойкорки (микрометром), условную вязкость (ГОСТ 9070-75, ГОСТ 820-70)Результаты измерений этих параметровпромывочной жидкости приведены в таблице. Численные значения всех параметров удовлетворяют современным требованиям, предьявляемым к ним. Промывочная жидкость с гипаном (0,24) имеет неудовлетворительные значения следующих параметров; суточный отстой1 М, фильтрация - водоотдача 22 смз//30 мин, по значениям стабильности, 45толщины фильтрационной корки предлагаемая жидкость превосходит жидкость-"прототип,Нижним пределом содержания глиныв предлагаемой жидкости было 2 мас.4от массы жидкости, что обусловленонеобходимостью получения определенного значения не только суточногоотстоя (04), но и фильтрации-водоотдачи (не более 12 см/30 мин), Приуменьшении содержания глины эти по 55казатели возрастают.Нижний предел содержания ГИАБСР0,2 мас,Ф от массы жидкости обусловДалее проводят реакцию щелочногогидролиэа при 98-100 С, молярныесоотношения СИ : ИаОН = 1:0,6-0,8;продолжительность гидролиза 90120 мин,ГИАБС соответствует следующейбвутто-формуле; лен тем, что при меньшем его количестве предьявляются стабилизирующие свойства прототипа, то есть при меньших концентрациях появляется суточный отстой, показатель фильтрации-водоотдачи становится больше 12 смз/30 мин.Нижний предел содержания в ГИАБСе бутадиен-стирольных звеньев 1,5 мас.Ф обусловлен тем, что при меньшем их содержании ГИАБС по стабилизирующим свойствам становится аналогичным прототипу. Нижний предел степени гидро- лиза ГИРБСа, равный 30, обусловлен тем, что при меньшей степени гидро- лиза ухудшается гомогенность раствора полимера, появляются комки, сгустки вследствие неполной растворимости полимера при этой степени гидролиза.Верхний предел содержания глины обусловлен требованием умеренности расхода алмазов в породоразрушающем инструменте и оптимальной проходки одним породоразрушающим инструментом, так как эти показатели зависят от содержания глинистой твердой фазы в растворе.Верхний предел содержанияГИАБСа 0,5 мас.3 обусловлен необходимостью обеспечения определенной продолжительности бурения скважины без дополнительной обработки жидкости реагентом. Верхний предел содержания бутадиен-стирольных звеньев 2 мас.3 от массы полимера обусловлен тем, что при больших значениях образуется неоднородная водно-полимерная система, в которой появляются нерастворяющиеся сгустки полимера вследствие его сшивки с бутадйен-стирольными фрагментами, Верхний предел степени гидролиза 503 обусловлен тем, что для данного сополимера это является максимально возможным технологически.5 157462Составы промывоцных жидкостей,представленных в таблице (пп.10-12),готовят по способу, описанному выше.Однако в этих примерах для исследова 5ния влияния отрицательных температурна технологические свойства ГИАБСаи промывочных жидкостей с ним водныйраствор ГИЯБСА подвергался заморажи"ованию при температуре -1 О С, выдерживался при этой температуре 24 ц,потом размораживался при температуре+21 С, а при достижении температурыполимерного раствора +21 С вводилсяв промывочную жидкость. Численные 15значения параметров промывочных жидкостей приведены в таблице (пп.10-12).Практически они не уступают параметрам жидкостей с ГИЯБСом без его замораживания (таблица, пп.7-9), тоесть удовлетворяют требованиям, ипревосходят параметры жидкостей сгипаном, подвергавшимся замораживанию-размораживанию (таблица, пп.4-6).В этом случае у гипана показатели суточного отстоя стали равными 10-603,а стабильности - от 5 до 75 кг/мз,цто недопустимо.Положительные результаты опытовс замораживанием-раьмораживанием ЗОГИАБСа были получены и в полевых условиях, когда раствор ГИЯБСа в больших обьемах (до 10 т) подвергалсяестественному замораживанию при температурах -1 О; -15, -25 С с последующим размораживанием, после этогоготовили промывочные жидкости с параметрами, не уступающими даннымпп.7-12 таблицы.Потеря устойчивости известной 40промывочной жидкости на основе гипана обусловлена конформационными из.менениями макромолекул гипана припонижении температуры, Эти изменениясоизмеримы с расстоянием как между 45амидными и карбоксильными так имежмолекулярными группами. Известно,что амидные группы в растворе способны заряжаться положительно за сцетионов водорода. При сближении протонизированных амидных и карбоксильныхгрупп возможно образование макромолекулярных ассоциатов, которые при повышении температуры не разрушаются,при этом карбоксильные группы неучаствуют в стабилизации глинистой 6дисперсии, наблюдается потеря устойцивости промывочной жидкости.В предлагаемой промывочной жидкости с использованием ГИАБСа в нем спонижением температуры также происходят конформационные изменения, однаковзаимодействию карбоксильных и амидных групп препятствуют бутадиен-стирольные звенья. Они предопределяютобразование определенной макромолекулярной структуры, в которой карбоксильные группы не теряют способностистабилизировать глинистую дисперсию.Последнее наблюдается в рассмотренномэксперименте.Таким образом, из приведенных примеров видно, цто введение в промывочную жидкость ГИАБСа позволяет улучшить показатели устойчивости промывочных жидкостей - сутоцного отстоя,стабильности, а также фильтрации-во"доотдачи,Кроме того, использование предлагаемого состава промывочной жидкостипозволяет улучшить ее токсикологические свойства, то есть она становитсяболее экологичной. Формула изобретения Промывочная жидкость на водной основе, включающая глину и полимер, о т л и ч а ю щ а я с я тем, цто, с целью улучшения качества жидкости за счет повышения ее стабильности при одновременном снижении ее токсицности, она в качестве полимера содержит привитый к бутадиен-стироль" ному каучуку продукт гидролиза полиакрилонитрила со степенью гидролиза 30-503 и содержанием бутадиен-стирольных звеньев (на сухое вещество) 1,5-2,0 мас.Ф, при следующем соотношении компонентов, мас.4:Глина 2,0-4,0Привитый к бутадиенстирольному каучукупродукт гидролизаполиакрилонитриласо степенью гидролиза 30-50/ и содержанием бутадиенстирольных звеньева а ач м ооо аа Ч 3 Ъ о о аос а а а - Ч М о о о ааа е-Ч М ооо 4еЕ 4 Е се е ло е3 ЧО оа а аал о о о ооо Г 4 С С1, 1О 4131 О3-31 Ц1 ооо ооо ооо ооо о ео о ао1оа111 94 аоц1921 ЦЭ 1а 3.1 С1 1 Х1 191 1 331 19 381 Зо1 3 ф1 Ъ 2 11 161 и 31 Ст1 11111 Е1 Цо1 О1 ао ч ма ооо ао Ммас оооа омаооо 1 1 3 1 1 % е и сосо а49 иЪ ОЪ ОЪ ОЪЦЪ ф 43 ал 0 а ОЪ ОЪ ОЪ а фО цЪ е3 еф 4 Ъ ОЪ ОЪ ОЪЦЪоео ал 0 аОЪ ОЪ ОЪ а ф 43 ас лО а ОЪ ОЪ ОЪ 11 Е1 1с1 1111 11 Есз1 11 аоч мцъооо 1 1 1 1 1 3 3 1 1 1 1 С 1 Х ъ.с 1 о -М м 6 а- Ч М 6 а 0 1 9 ф ц 1 О К 1 1 ОИ е с е ее а ф о1 133 ф 1 ЕЕ хааОК 1 1 О 33 есе феаф о 1 1 41 33 й 1 Е Е 33 аа оос хЭи 3 а6 11Х Эс 3 ц о с 1 9 1 фф 1 О 9 333 о е 1 а ео С 11 11933 ф 1 Э ф ц ф 1 Е 1 С Е 1 ф 1 1 11 Ц 11 1а1- с1 Х1 Е Еа х1 ф 1х1 1 Е О 1 1 1 9 Э 1 1е Э а с х 1 ф 1 9 Ъ 3 о еа о 41 1 1 Е 3 н 1х оЭа э9 ЭСе а к о о со ц ЪО сс еж фкоО Оетф со1 ЪОе хф1 С е е 43 ф е а 1 о 1 о с а 1 с 11 31ъ оЕ 1 1ахо ОсиЪо 9 а о 1 оОЭСф 33 Х1 1 1 се% 9 43 а еССЭ 11 11 1 311 1 ОО1 О 11 99113-103.еъъоеожхХ 1- О Сооа 1ОЛс 3311 1 1 1 Э 1 4с л 3 111" с 1 9 Е Е3-аа 1 11 11 ф 6осафооекоц1 ф Х,63 1есаул1 й 3391 Х1 11 о16 ае91 С 943 Э 1и 3 С . С1 аом миъсооо ООО ООО 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1