Способ получения сапропелевого порошка для буровых растворов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САПРОПЕЛЕВОГО ПОРОШКА ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ(71) Заявители Сенкевич Эдуард Станиславович Толкачева Татьяна Максимовна Призенцов Александр Иванович Зазеркин Геннадий Васильевич(72) Авторы Сенкевич Эдуард Станиславович Толкачева Татьяна Максимовна Призенцов Александр Иванович Зазеркин Геннадий Васильевич(73) Патентообладатели Сенкевич Эдуард Станиславович Толкачева Татьяна Максимовна Призенцов Александр Иванович Зазеркин Геннадий Васильевич(57) Способ получения сапропелевого порошка для буровых растворов, включающий приготовление сапропелевой крошки из естественного сапропеля, сушку, измельчение и пневмоклассификацию, отличающийся тем, что естественный сапропель предварительно модифицируют щелочными материалами, а сушку осуществляют в сушильном аппарате до влажности не более 10 при температуре теплоносителя не выше 60 С.(56) Косаревич И.В. и др. Сапропелевые буровые растворы. - М. Наука и техника, 1987. С. 136-144.1687221 1, 1991.1039948 , 1983. Лопотко М.З. и др. Сапропели и продукты на их основе. - М. Наука и техника, 1986. С. 172-173.1801979 1, 1993.819147, 1981. Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности, к материалам для получения буровых растворов, используемых при бурении, ремонте и заполнении скважин. Наиболее близким техническим решением является способ получения сапропелевого порошка путем сушки сапропелевой крошки до влажности не более 40 ,дробления и пневмоклассификации для удаления песка и крупных фракций 1. Недостатком известного способа получения сапропелевого порошка является то, что он готовится из сапропелевой крошки, обладает повышенной влажностью (не менее 20 ) и необходимостью модификации при получении гелеобразной суспензии для буровых растворов. Такой принцип получения порошка обусловлен процессами образования естественного сапропеля. 5014 1 Естественные сапропели различных генетических типов в течение длительного пребывания во влажной среде приобрели прочную водоадсорбционную оболочку с обменным комплексом кальция, магния, калия и других ионов. На поверхности минеральных частиц сапропелей адсорбировались поверхностно-активные вещества, обеспечивающие их высокую агрегативную устойчивость, что и обусловливает при сушке сохранение высокой влажности и необходимость модификации при приготовлении тонко-коллоидных дисперсий. Сапропелевая крошка - продукт с влажностью 40-60 , используется в качестве органического удобрения для повышения урожайности сельхозугодий. Метод получения крошки не исключает попадание многих минеральных примесей, в том числе и песка, что ухудшает свойства материала для получения качественных суспензий. При сушке сапропелевой крошки, особенно до влажности менее 20 , происходит резкое снижение способности материала к набуханию и образованию в воде устойчивых дисперсий. В этом случае для восстановления структуры материала после высушивания при приготовлении сапропелевой суспензии ее необходимо разогревать и модифицировать щелочными материалами. Подобная активация сапропелевого порошка для получения качественных суспензий не всегда отвечает требованиям промышленного производства из-за повышенного расхода материала и мощности. Задача изобретения - получить сапропелевый порошок с влажностью до 10 , не требующий дополнительных модификаций и затрат на получение качественных дисперсий,отвечающих требованиям бурения, ремонта и заполнения скважин. Поставленная задача достигается тем, что сапропелевая крошка, полученная из естественного сапропеля, модифицируется щелочными материалами (, КОН, 23 и др.), сушится в сушильных аппаратах до влажности 10 с температурой теплоносителя не выше 60 С,измельчается и пневмоклассифицируется. Предлагается способ, когда процесс модификации сапропелевой крошки осуществляется до ее высушивания. В процессе модификации сапропелевой крошки происходит катионный обмен, способствующий дезагрегации и диспергированию частиц естественного сапропеля с возрастанием коллоидных составляющих в единице объема, а вместе с ними и количество связанной воды. При сушке таких модифицированных сапропелевых суспензий в мягком режиме (при температуре теплоносителя не выше 60 С) происходит удаление структурно не связанной воды, что придает материалу способность набухать в водных средах и восстанавливать свойства. Измельчение и пневмоклассификация после таких операций лишь ускоряет процесс приготовления суспензии, придавая материалу товарный вид. В нефтегазодобывающей промышленности пригодность материала для изготовления буровых растворов оценивают по структурно-реологическим и фильтрационным свойствам (ТУ-39-043-74, ГОСТ 25795-83). При этом его качество рассматривается как выход бурового раствора из единицы массы материала. Выход бурового раствора определяется объемом полученной дисперсии с минимально допустимой вязкостью 25 с по СПВ-5 и фильтрацией до 15 см 3 за 30 мин на приборе ВМ-6. Приготовление суспензии осуществляют следующим образом. В фарфоровую кружку вместимостью 1500 мл наливают 500 мл воды, нагретой до кипения. При перемешивании на лабораторной мешалке вертикального действия с частотой вращения 10000 об/мин в воду засыпают определенное количество порошка, доводят объем системы до 1000 мл и перемешивают в течение 60 мин. Затем раствор охлаждают до 20 С и определяют его условную вязкость по СПВ-5 и фильтрацию на приборе ВМ-6. Если вязкость более 25 с, раствор разбавляют водой. Менее вязкие растворы готовят заново с увеличением навески порошка. 5014 1 Результаты испытаний сапропелевого порошка, полученного различными способами,представлены в таблице. Состав растворов 1 1. Естественный сапропель 2. -10,53. -,04. -,55. Р-р 12,06. Р-р на основе сапропелев. крошки естествен. влажн. 7. То же 8. То же 9. То же 10. То же 11. Р-р на основе сапропелев. порошка,полученного из крошки при т - 60 С 12. То же 13. То же 14. То же 15. То же 16. То же 17. Тоже 18. Тоже 19. Тоже 20. Р-р 170,5 22. Р-р на основе сапропелев. порошка,полученного из крошки при т - 60 С 23. То же 24. Р-р 220,5 Показатели раствора Фильтра- Концентра- Выход расУсловная ция, см 3 за ция сухих твора, м 3/т вязкость, с 30 мин веществ,3 4 5 6- выход раствора рассчитан при использовании абсолютно сухого порошкат - температура теплоносителя при сушке. Полученные результаты показывают, что предлагаемый способ получения сапропелевого порошка более экономичен, технологически оправдан для получения дисперсий, отвечающих требованиям буровых растворов, необходимых при строительстве скважин. Источники информации 1. Косаревич И.В. и др. Сапропелевые буровые растворы. - Мн. Наука и техника, 1987. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.