Способ приготовления реагента для буровых растворов

ОП И ИЗОБ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик АпИ ЕТЕИИ 15 У СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКО(б 1Дополнител к авт. свид-ву 1 (21) 3282793/23 аявки М -2) Заявлено 020присоедииениемз3) Приоритет -Опубликовано 7/О Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий2,243.088,8) 301282,Бюллетень Мания описания 30,12,8 Дата опублико есоюэный по крепл вательский институбуровым растворам аучноию скв(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕРАС НИЯ РЕАГЕНТВОРОВ УРОВ тсятныхеск ван- споа уе- ста- обраИзобретение относи к технологии производства гума реагентов, применяемых для химич ой обработки буровых растворов.Известен способ получения порошкообраэного углещелочного реагента, заключающийся в смешении подсушенного (до влажности 20) бурового угля с каустической содой (11 .Недостатками указанного способа являются низкое качество получаемого продукта, повышенная пожаро- и вэрывоопасность, склонность к пылеобразованию, высокий расходный показатель. Известен способ приготовления реагента для буровых растворов путем обработки гуматного реагента или смеси бурового угля со щелочью 2.К недостаткам известного способа относятся укаэанные выше и, кроме того, этот способ позволяет преотвр тить лишь самовозгорание и комк мость реагента. Способ включает 5 дий: дробление исходного угля, ботку его раствором каустической соды, первичная сушка, помол, вторичная сушка.Цель изобретения - упрощение способа при одновременном улучшении качества буровых растворов эа счет.снижения их водоотдачи.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу приготов- .ления реагента для буровых растворовпутем обработки гуматного реагентаили смеси бурового угля со щелочью,обработку осуществляют зкструдированием, причем давление поддерживаютв интервале 1,5-30 атм.Соотношение твердой и жидкой фазв смеси поддерживают в пределах от 6-5до 1-2После экструдирования сформоные гранулы высушивают обычнымсобом.Для получения гранулированногогуматного реагента используют образ. цы бурового угля с исходной влажностью 45-56 (ГОСТ 11574-75), подсушенного бурового угля (полупродукта производства горного воска) влажностью 16-10; экстракционного бу"рового угля - отхода производствагорного воска, а также лабораторныеобразцы порошкообраэного углещелочного реагента, приготовленного поизвестной технологии, и некоторыезарубежные гуматные реагенты, например гумитан Г, ССи др.Для приготовления исходной пасты бурый уголь и щелочь используют в различных весовых соотношениях от 3:1 до 5:1. Как показывают исследования, оптимальным является соотношение 5:1. Температуру (20-110 ОС) 5 и время смешения (10-300 мин) варьируют.Пластичность исходной углещелочной смеси и связанная с ней последующая устойчивая работа зкструдера существенно зависят от содержания влаги, причем приемлемым является соотношение твердой и жидкой фазы в пределах от 6:5 до 1:2.Приготовление исходной пасты осу ществляют либо в обычном реакторе, либо в смесителе с 2-образными лопастями, либо непосредственно в экструдере, Экструдирование 1 осуществляют на экструдерах червячного типа (при давлении 1 10 атм), на граО нуляторе марки ДГ и экструдере КМЗ(давление до 30-40 атм), в лабораторных и полузаводских. условиях.В процессе экструдирования путем механического воздействия (сжатия, сдвига и трения) реакция выщелачивания гуминовых веществ идет значительно быстрее и полнее, в результате чего существенно повышается качество образующегося гуматного реа- М гента. Сформированные гранулы сушат при 20-105 С на воздухе, в шкафах ф камерного типа или путем принудительной продувки горячего воздуха.П р и м е р 1. Для получения реагента в реактор с мешалкой загружают 300 г измельченного сырого бурого угля (135 г на сухой уголь) и 27 г/ щелочи в виде 42-ного водного раствора. 40Реакционную смесь перемешивают при 100 С втечение 10 мин. Затем образовавшуюся углещелочную пасту переносят в лабораторный экструднр червячного типа, Корпус экструдера 45 имеет рубашку для подачи хладагента или теплоносителя, загрузочный штуцер и фильерный диск с диаметром отверстий 2,3 или 4 мм.Полученные гранулы гуматного реагента (ГГР) высушивают при 100 С,П р и м е р 2. В смеситель с 2-образными лопастями загружают 10,0 кг измельченного бурового угля влажностью 15 и при перемешивании приливают 11,3 л воды и 2,73 л55 42-ного раствора каустической соды. Реакционную смесь перемешивают при 60-70 фС в течение 15-20 мин до образования однородной массы. Приготовленную пасту транспортируют к бунке ру экструдера.фильерный диск экструдера имеет примерно 30 свободного сечения при диаметре отверстий 3-3,5 мм, что является оптимальным по показателям 65 времени растворения и насыпной массы высушенных гранул, а также макси. мально допустимого сопротивления, позволяющего добиваться устойчивой работы экструдера, Сформованные грунулы реагента ГГРсушат при 60 С до остаточной влажности 20 и анализируют.П р и м е р 3. Смесь измельченного бурового угля (влажность 50) и каустической соды в весовом соотношении 4:1 загружают в бункер экструдера марки КМЗ 3-3, В результате пластикации исходной пасты, шнекования и экструзии получают гранулы, которые высушивают до остаточной влажности 22 и анализируют.П р и м е р 4. Измельченный бурый уголь влажностью 50 обрабатыва ют раствором каустической соды (46-ной концентрации) при соотношении 10;2 в смесителе и шнеках в течение 30 мин. Реакционную смесь выдерживают при 100-105 С в течение15 мин для завершения реакции и достижения 35 влажности реагента. Полученный реагент измельчают, высушивают до влажности 12 и анализируют. П р и м е р 5, В смеситель с2-образными лопастями помещают 232 греагента (в расчете на сухой УШР),полученного по примеру 4, и постепенно приливают 300 мл воды до образования пасты, которую затем экструдируют,Приготовленный образец гранулированного углещелочного реагента(ГуШР) анализируют и испытывают всравнении с образцом УШР, полученнымпо известной технологии (пример 4).В таблице приведены результатыанализа и лабораторных испытаний,а также другие примеры приготовленияобразцов гранулированного гуматногореагента при различных соотношенияхисходных компонентов, твердой ижидкой фазы, времени и температурыреакции и некоторйяе характеристикиполученных образцов реагента.Известно, что активность гуматных реагентов в снижении водоотдачиглинистых растворов зависит от содержания гуминовых кислот в реагенте.Поэтому получаемые образцы гуматныхреагентов (ГГР, УШР, ГУШР).характеризуются содержанием в них гуминовыхвеществ и величиной водоотдачи(Взр, мл).Определение содержания в гуматном реагенте гуминовых кислот проводят известным методом.Эффективность снижения водоотдачи и вязкости модельных буровыхрастворов при обработке их полученными гуматными реагентами определяют по стандартным методикам.ФКак видно иэ результатов сравнительных испытаний образцов порошкообразного УШР, полученного по извест-. ному способу, и гранулированного реагента (наприме, ГУШР), предлагаемый способ приготовления гуматногореагента позволяет существенно (почти в 2 раза) повысить в нем содержание извлекаемых гуминовых веществ и улучшить фильтрационные характеристики (примеры 4 и 5) при сохра нении стабилизирующих свойств и одновременном снижении расходного покаэатехфъНапример, снижение водоотдачи 8 глийистой суспенэии до 10 мл 5 (30 мин) в сравнимых условияхдостигается при добавлении 5 порошкообразного УШР, в то время как гранулированного углещелочного реагента (ГГР) требуется всего 2,8, т.е. расход реагента для хи мической обработки уменьшается в 1,1 раза.Оценку механической прочности гранул гуматного реагента дают по их способности к истиранию. Фактичес ки образования пылящей фракции не наблюдается.Пожароопасность образца приготовленного гранулированного реагеита в сравнении с применяемыми в нефтяной промышленности отечественными и зарубежными гуматными реагентами определяют по температуре самовозгорания. Температура самовозгорания ряда испытуемых реагентов, соответственно возрастает, С сульфанитроогумат 200; резинекс 225; гумитан 230; порошкообразный УШР 260; предлагаемый гранулированный гуматный реагент 295.Предлагаемый способ приготовления гранулированного гуматного реагента позволяет существенно повысить качество реагента для химической обработки буровых растворов при одновременном снижении его расходного показателя.1Предлагаемый способ технологичен, основан на отечественном оборудований, позволяет упростить существующую технологию производства углещелочного реагейта и исключить некоторые стадии (помол, первичная сушка и др.).Предлагаеьый способ позволяет также решить проблему исключения пожаров, взрывов, пыления и улучшения условий труда при производстве, хранении, транспортировке и применении гуматных реагентов.11 65 2358 аж окхо мхаЭн ахЩ Э36а ЭОХо Юйюй оэх чЦЭ о, "цй Фи 3 о цх а овц е оо Иддм о о о о о а с с сЮ О 1 СО Г 110 985015 формула изобретения Составитель Г, СапроноваТехред З.Палий Корректор Е. Рошко Редактор Н, Кешеля тираж бб 1 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретеннй и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 10080/30 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1, Способ приготовления реагента для буровых растворов путем обработки гуматного реагента или смеси бурового угля со щелочью, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа при одновременном улучшении качества буровых растворов за счет снижения их водоотдачи, обработку осуществляют. экструдированием, причем давление поддерживают в интервале 1,5-30 атм. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что соотношение твердой и жидкой фаз в смеси поддерживают в пределах от 6-5 до 1-2,5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. М., "Недра", 1972, с. 111-115,10 2, Авторское свидетельствоСССРУ 2977 б 5, кл. С. 09 К 7/02, 1971