Способ получения карбонатного утяжелителя для буровых растворов

(12) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ведомство гвспувлики ввдцгусь(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТНОГО УТЯЖЕЛИТЕЛЯ ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВСпособ получения карбонатного утяжелителя для буровых растворов, заключающийся в том, что исходное сырье дробят, сушат газом,нагретым с помощью циклонной топки, и измельчают в цилиндрической мельнице, у которой длина барабана составляет треть его диаметра, продукт помола классифицируют и ОбВСПЪЦШИВЗЮТ С ПОМОЩЬЮ ПРЯМОТОЧНЫХ И батарейных циклонов, отличающийся тем, что в качестве сырья используют известняк с плот ностью не менее 2,7 г/смз И кислоторастворимоетью не менее 95 , сушат до остаточной влажности не более 35 и, при температуредушно-проходного сепаратора при поддержании разряжения на выходе мельницы впределах 180-210 кгс/МЗ, причем мельница выполнена с гладкой бронефутеровкой И загружена шарами диаметром 100-200 мм.Семенко Н.Ф. Утяжелители на базе негли нистьш материалов для бурения скважин. -М. Недра, 1987.-С. 99-110.(71) Заявитель Всесоюзный заочный политехнический институт (КН).по ресурсосбережению при буровых рабо тах с использованием карбонатной основыбуровых растворов КОБР (КН)Обесгтншшание в пршдоточ них циклонах Воет-виновата а батарейШЗ ШПИОНАЖКарст тньтй утяжелитель складами ваннаИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к способам получения утяжелителя для буровых растворов, используемых для бурения, ремонта и заполнения скважин.Известен способ получения карбонатного УТЯЖЕЛНТЕЛЯ ИЗ ДОЛОМИТОВОГО СЫРЬЯ, 33141110113.ющийся в том, что исходное сырье дробят,СУШНТ В ТЕЧКЕ МЕЛЬНИЦЫ СНМОИЗМЕЛЬЧЕННЯ,классифицируют с помощью вертикального сепаратора, обеспыливают в прямоточных циклонах, обогащают методом флотации, сушат и истирают 1.Данный способ сложен и дорог из-за наличия БОЛЬШОГО ЧИСЛЕ операций И СООТВТСТВЕНО длинной технологической Цепи аппаратов и,КРОМЕ ТОГО, НС ПОЗВОЛЯЕТ ПОЛУЧНТЬ УТЯЭКЫПЕТель строго заданной дисперсности 40-70 мкм С МЗССОВОЙ ДОЛЬЮ ВОДОРИСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ КНЯЖЬция менее 0,025 И, и глинистых включений/БЮ 2 и А 12 О 3 / менее 2. Как установлено экспериментально, именно такой утяжегштель,обладающий максимумом кислоторасгворимости 95-97, после обработки разгшчгьгьпш поверхносгно-акптвнъвмш веществами характеризуется максималгьной седиментационной устойчивостью в растворе /не более 0,04 частиц в 1 ч/. Благодаря этому достигаются следующие параметры бурового раствора условная вязкость 25-40 с, статические и динамические напря жения сдвига 3-10 Па, фильтрация 5-6 смз за 30 шш.Наиболее близким к изобретению является способ, заключающийся в том, что исходное сырье дробят, сушат газом, нагретым с помощью циклонной топки, измельчают в цилиндрической мельнице, у которой длина барабана составляет треть его диаметра, а продукт помола классифицируют и обеспыливагот с помощью прямоточных и батарейных циклонов 2.Этот способ проще и дешевле вьпперассмотренного в связи с отсутствием в технологической Цепочке операций по обогащению сырья,но по этой же причине и отличается настолько низким качеством получающейся муки, что ее практически нельзя использовать в качестве утяжелитель для буровых растворов.Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, явилось улучшение технико-экономических показателей процесса бурения. При этом заявляемый технический результат заключается прежде всего в удешевЛЕНЩГИ И УЛУЧШЕНИЕ КЗЧВСТВВННОГО И ГРЗНУЛО метрического состава утяжелители.Достижение заявляемого технического результата обеспечивается благодаря тому, что в способе получения карбонатного утяжелителя для буровых растворов, заключающемся в том, что исходное сырье дробят, сушат газом, Елнагретым с помощью циклонной топки, и измельчают в цилиндрической мельнице. у которой длина барабана составляет треть его диаметра, а продукт помола классифицируют и обеспыливают с помощью прямоточных и батарейных циклонов, согласно изобретению,В КЗЧСТВЕ СЬШрЬЯ ИСПОЛЬЗУЮТ ИЗВССТНЯК С ПЛОТ ностью не менее 2,7 г/смз и кислоторастворимостью не менее 95, сушат до остаточной влажности не более 35 при температуре 200400 С, классифицируют с помощью воздушнопроходного сепаратора при поддержании разряжения на выходе мельницы в пределах180-210 кгс/м 2 , причем мелььпща выполнена с гладкой бронефутеровкой и загружена шарами диаметром 100-200 мм. дВсе признаки заявляемого способа являются существенными, т.к. они способствуют достижению технического резулътата, т.е. находятся В ПрИЧИННО-СЛБДСТВВННОЙ СВЯЗИ С указанным выше результатом.известняк один из наиболее дешевых и ПОВСВМЕСТНО РЗСПРОСТрЗНВННЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ,используя который, авторам удалось подгучить кислоторастворшшй утяжелитель требуемого эксплуатационного качества. Регламентируе мые плотность /не менее 2,7 г/смз / и кислоторастворимость /не менее 95/ сырья ЯВЛЯЮТСЯ ПЕРВЫМ гарантом ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ способа по качеству получаемого продукта по гранулометрическому составу и по содержанию в нем вредных примесей.Нижняя регламентированная граница / не более 35/ остаточной влажности дробленого известняка перед его измельчением, а также нижний уровень температуры /200 С/ осушаЮЩЕГО 173.33. ООУСЛОВЛЕНЫ НВДОПУСТИМОСТЬО ЭГрегатирования частиц размером 40-70 мкм в более крупные конгломераты при последуюшем хранении готового утяжелителя. Как установлено авторами, температура осушающего газа не должна быть и выше 400 С поскольку появляется опасность интенсивного образования водорастворимых солей.Попытки авторов использовать традиционные мельницы не приводили к желаемому результату и только после выполнения гладкой бронефутеровки у цилиндрической мельницы и заполнения последней шарами диаметром 100-200 мм появилась тенденция к стабильности по гранулометрическому составу и к снижению процента вредных примесей.Использование, в отличие от прототипа, именно воздушно-проходного сепаратора также предопределено реэультатами экспериментшгьнъгх проверок. При этом ошятным путем установлено,. что необходимо поддерживать разряжениена выходе мельницы в пределах 180-210 кгс/мз.В противном случае нет воспроизводимости по качеству получающегося утяжелителя.Таким образом, можно говорить о том, что ЗЗЯНЛЯВМЗЯ СОВОКУПНОСТЬ СУЩССТВСННЫХ ПРИЗНЗКОВ СПОСОЕЭ - ЭТО ГЗПМОНИЧВСКИ ЗЗКОНЧСННОВ ЦЛВ НОбХОДИМОГО И ДОСТНТОЧНОГО С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЕГО ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ С ДОСТИЖВНИВМ требуемого технического результата.При строгом соблюдении заявляемой технологии получается карбонатный утяжелитель со СПДУОПЦИМИ ВЫХОДНЫМИ ПараМеТраМИмассовая доля влаги - не более 2,0- массовая доля водорастворимых солей кальция - не более 0,025 И,- массовая доля остатка после просева на сите с сеткой по ГОСТ 3584-73 М 0 О 7 К - не более 3, Ы 004 К - не менее 5Как ПОКЭЗЭЛИ ИССЛСДОБЕНИЯ В ПЪЗОИЗВОДСТБСН ных условиях при заканчивании, ремонте и бурении скважин, применение карбонатного утяжелители, полученного заявляемым способом, обеспечивает достижение следующих техНИКО-ЭКОНОМИЧСКИХ ПОКЗЗЗТВЛБЙЗ- восстановление проницаемости пласта 98соотношение продуктивности скважин 4,28 т/с.ат.механическая скорость бурения - 5,1 м/ ч- проходка на долото - 33,5 мНа фшъ 1 показана технологическая схема производства карбонатного утяжелители, на 11314122- таблица химико-мехаъшческшг свойств опытных партий карбонатного утяжелители, полученных заявляемым способом в производственных условиях.Способ получения карбонатного утяжелители для буровых растворов осуществляют следующим образом. В качестве сырья используют известняк, который после ругшого отбора пустой породы проверяют на исходную плотность и кислоторастворимость в 15 -ном растворе соляной кислоты. известняк с плотностью неменее 2.7 г/смз и кислоторастворимостью не менее 95 И, дробят шоковой дробилкой до кусков крупности 0-400 мм и ленточным транспортером подают в бункер цилиндрической мелы-шцы, у которой длина барабана составляет треть его диаметра, а бронефутеровка выполнена гладкой. Рабочая полость мельницы загружена шарами диаметром 100-200 мм. Из бункера известняк пластинчатым питателем направляют в течку мельницы. Регулировку скорости подачи сырья осуществляют изменением нагрузки на электродвигатель питателя. В течку мельницы вместе с материалом подают от циклонной топки газ, нагретый до температуры 200-400 С, которым и осуществляют сушку дробленого сырья до остаточной влажности не более 35 Осушенное сырье измельчают в мельнице, продукт помола выносится газовоздушным потоком в воздушно-проходной сепаратор, в котором происходит классификация материала отделяемые крупные фракции ленточным транспортером возвращают в медианнцу на помол, а тонкие фракции газовым потоком транспортируют на обеспыливание в прямоточные циклоны, например, типа ЦП 1 М и далее в батарейный циклон типа БЦК. Гарантированное качество получающегося утяжелители обеспечивают поддержанием с помощью системы шиберов разряжения на вы ходе мельшщы в пределах 180-210 кгс/м 2. Прошихты дисперсностью 40-70 мкм, осажденные в прямоточных и батарейных циклонах, с помощью пневмокамерного насоса транспортируют на склад в силос с готовым утяжелителем,а ПЫЛЬ ГЗЗОВЫМ ПОТОКОМ УНОСИТСЯ В электрофильтр. Пыль, осажденную в электрофильтре,направляют во второй силос с известняковой мукой, исключая ее попадание в готовый утяжеггитель.Учитывая, что основной объем бурения / 75 / осуществляется с применением буровых растворовплотностью 1,5-17 г/смз , дешевьпй и высококачественный утяжелитель, промъцпленно изготавгшваемьпй заявляемым способом из повсеместно доступного сырья, может с успехом заменить дорогосгояпше железистые И свинцово-цшпсовые утяжегштезш - важное сырье для хупаической и металлургической промышленности - И тем- самъпл повысггпъ производительность буровых работ и эффективность отработки продуктивного пласга.Заказ 10 Тираж 20 экз. Государственное патентное ведомство Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.