Спосіб очищення бурового розчину

1 Спосіб очищення бурового розчину, який включає послідовне очищення від шламу на віброситі, у пісковіддільнику, гідроциклоні і муловіддільнику, який відрізняється тим, що очищений після муловідділення розчин додатково направляють у блок хімічної обробки, де до нього додають розчин неорганічної кислоти, а потім отриманий кислий буровий розчин спочатку обробляють коагулянтом з наступним додаванням до нього флокулянта і з подальшим очищенням бурового розчину методом центрифугування з поділом на тверду і рідку фази, останню з яких, у вигляді проясненого розчину, направляють для повторного використання 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як неорганічну кислоту використовують соляну чи сірчану кислоти 3 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що соляну чи сірчану кислоти використовують з кон Винахід відноситься до гірничої промисловості, а саме до способів очищення від шламу бурових розчинів при буравленні нафтогазорозвідувальних, промислових, експлуатаційних і інших свердловин Відомий спосіб триступінчастого очищення бурового розчину, при якому послідовно очищають весь об'єм розчину на віброситі, у гідроциклонах і піско- і муловіддільнику, при цьому безупинно підтримують задану ЩІЛЬНІСТЬ розчину шляхом перемішування в циркуляційній системі очищених об'ємів розчину всіх ступіней очищення (див патент РФ № 2009307 , М кл Е21В 21/06, 15 03 1994) Даний спосіб є найбільш близьким до об'єкта, що заявляється, в результаті чого і прийнятий як прототип Недоліком цього способу є неповне очищення розчину, тому що неможливо тільки механічним шляхом цілком виділити тверду фазу з розчину, що містить завись дрібнодисперсної структури Регулювання характеристики розчину зміною подачі його на очищення не дозволяє досягти не обхідної якості розчину, що у свою чергу може зменшити техніко-економічні показники буравлення і термін служби свердловини В основу винаходу поставлена задача поліпшення ступеня очищення бурового розчину, в якому шляхом додавання в розчин коагулянтів і флокулянтів збільшується осаджуюча сила діюча на вибурену породу, відбувається укрупнення дрібнодисперсних змулених часток до утворення лапатих часток, що полегшує відділення твердої фази від отриманого проясненого розчину, придатного для повторного використання Це у свою чергу підвищує ефективність очищення бурового розчину і поліпшує техніко-економічні показники буравления При цьому, знижуються витрати на будівництво амбарів для бурових розчинів, що скидаються, скорочуються об'єми ВІДХОДІВ при буравленні, що підвищує екологічну ефективність у місцях буравлення шарів і поліпшує рекультивацію земель після закінчення процесу буравлення центрацією 18-20% ВІДПОВІДНО і у КІЛЬКОСТІ 0,4 1,0см3 відповідно на 100см3 бурового розчину 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як коагулянти використовують сульфати алюмінію чи заліза 5 Спосіб за пп 1, 4, який відрізняється тим, що сульфати алюмінію чи заліза використовують з концентрацією 11,0-11,8% ВІДПОВІДНО І у КІЛЬКОСТІ 0,8-1,0см3 відповідно на 100см3 бурового розчину 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як флокулянт використовують розчин поліакриламіду з концентрацією 1,0-1,2% у КІЛЬКОСТІ 1,8-2,0СМ3 на 100см бурового розчину Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі очищення бурового розчину, що 00 ю 54871 полягає в послідовному очищенні від шламу на віброситі, у пісковіддільнику, гідроциклоні і муловіддільнику, згідно з винаходом, очищений після муловіддільника розчин додатково піддають обробці в блоці хімічної обробки, де до розчину додають розчин неорганічної кислоти, а потім отриманий кислий буровий розчин спочатку обробляють коагулянтом з наступним додаванням до нього флокулянта і з подальшим очищенням бурового розчину методом центрифугування з поділом на тверду і рідку фази, останню з яких, у вигляді проясненого розчину, направляють для повторного використання Крім того, як неорганічні кислоти використовують розчини соляної чи сірчаної кислоти, концентрації 18-20% ВІДПОВІДНО й у КІЛЬКОСТІ 0,4-1,0СМ3 ВІДПОВІДНО на 100см3 бурового розчину Як коагулянти використовують сульфати алюмінію чи заліза з концентрацією 11-11,8% ВІДПОВІДНО й у КІЛЬКОСТІ 0,8-1,0см3 відповідно на 100см3 бурового розчину Як флокулянт використовують розчин поліакриламіду з концентрацією 1,0-1,2% у КІЛЬКОСТІ 1,82,0см3 на 100см бурового розчину Використання всіх істотних ознак, включаючи ВІДМІННІ, дозволяє забезпечити високий ступінь очищення бурового розчину, одержати прояснену рідину після відділення від твердої фази, яку можна повторно використовувати і подача якої в буровий розчин легко регулює його ЩІЛЬНІСТЬ у широких межах, поліпшуючи техніко-економічні показники буравлення Пояснюється це наступним Після муловіддільника в буровому розчині залишається велика КІЛЬКІСТЬ дрібнодисперсних часток рівномірно розподілених по всьому його об'єму, послідовна обробка бурового розчину коагулянтом, а потім флокулянтом сприяє спочатку утворенню осаду у виді лапатих часток розгалуженої структури з чіткою поверхнею поділу твердої і рідкої фаз з одержанням у наступному більш укрупненої структури осаду у виді лапатих часток, що містить зв'язану воду в мінімальній КІЛЬКОСТІ Частина, що ж залишилась, проясненого розчину адсорбційно зв'язана з поверхнею осаду силами різної МІЦНОСТІ, тому її легко відокремити методом центрифугування, а незначний зміст у ній змулених часток дозволяє повторно використовувати її для технологічного циклу, регулюючи таким чином ЩІЛЬНІСТЬ бурового розчину, а також його якості, що приводить до поліпшення техніко-економічних показників буравлення, збільшенню терміну служби свердловини Застосування як кислоти соляної чи сірчаної з зазначеними концентраціями й у зазначеній КІЛЬКОСТІ дозволяє одержати технічний результат, що заявляється, тому що , дії коагулянтів і флокулянта з більш повним проявом своїх властивостей спостерігаються тільки в кислому середовищі (із рН рівним до 7) Застосування як коагулянти сульфатів алюмінію чи заліза з зазначеними концентраціями й у зазначеній КІЛЬКОСТІ поліпшує процес укрупнення дисперсних часток у результаті їхньої взаємодії й об'єднання в агрегати, тому утворений осад являє собою лапаті частки неправильної форми з пухкою сітчастою структурою і розмірами від кілька мікро метрів до декількох міліметрів Застосування як флокулянт розчину поліакриламіду зазначеної концентрації й у зазначеній КІЛЬКОСТІ поліпшує процес утворення лопатевих часток за рахунок сил сприятливих злипанню колоїдних часток, що поліпшує їхнє хімічне осадження і приводить до більш швидкого і повного відділення від рідкої фази за допомогою центрифуги Зміна концентрації і КІЛЬКОСТІ компонентів, що вводяться, а саме соляний чи сірчаною кислот, сульфатів алюмінію чи заліза і розчину поліакриламіду, щодо заявлених, приводить до того, що одержуваний осад у виді твердої фази , містить більшу КІЛЬКІСТЬ зв'язаної води , що викликає труднощі при розділенні фаз і не дозволяє домогтися зазначеного технічного результату Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг 1 показана циркуляційна технологічна схема реалізації способу, на фіг 2 показана схема блоку хімічної обробки бурового розчину перед центрифугуванням На схемі показані (див фіг 1) насос 1, що нагнітає в свердловину 2 буровий розчин, з'єднані зі свердловиною 2 вібросито 3, ПІСКОВІДДІЛЬНИК 4, гідроциклон 5, муловіддільник 6, блок 7 хімічної обробки, центрифуга 8 Блок 7 хімічної обробки (див фіг 2) містить послідовно встановлені кислотну ємність 9, ємність 10 для коагулянту, ємність 11 для флокулянта Кожна з цих ємностей 9, 10, 11 з'єднана з трубопроводом 12 подачі бурового розчину і трубопроводом 13 подачі води З'єднання з трубопроводом 12 подачі бурового розчину для ємностей 9, 10, 11 здійснено через системи для кислотної ємності 9 - вентиль 14 запірний, насос 15 кислотний, клапан 16 зворотний, для ємностей 10, 11 - вентиль 14 запірний, насос 17 гвинтовий, електромагнітний клапан 18, клапан 16 зворотний З'єднання ємностей 9, 10, 11 і трубопроводу 12 із трубопроводом 13 подачі води здійснено через кульові крани 19 Ємності 10, 11 обладнані мішалкою 20 і кранами 21 відбирання проб, а кислотна ємність 9 має фільтр кислотних пар і з'єднана трубопроводом 22 промивання кислотної лінії з трубопроводом 13 подачі води Трубопровід 12 подачі бурового розчину мається вентиль 23 запірний, зворотний клапан 24 і кран 25 відбирання проб Спосіб здійснюють таким чином Буровий розчин нагнітають у свердловину 2 буровим насосом 1 Після вібропроціджування бурового розчину на віброситі 3 надрешітковий матеріал скидають у шламовий амбар (на схемі не показаний), а підрешітковий матеріал надходить для очищення в ПІСКОВІДДІЛЬНИК 4, де роблять його очищення від піску, що потім також скидають у шламовий амбар Очищений від піску розчин направляють у гідроциклон 5 3 пдроциклона 5 розчин подають у муловіддільник 6, де відбувається більш тонке очищення його від дрібних часток шламу Після муловіддільника 6, буровий розчин, що містить від 4 до 25% змулених часток з ЩІЛЬНІСТЮ 1020 - 1950кг/м3 додатково піддають ХІМІЧНІЙ 54871 обробці Для чого в ємностях 9, 10, 11 готують розчини, ВІДПОВІДНО, у ємності 9 - соляної чи сірчаної кислоти, концентрації 18-20%, у ємності 10 розчин сульфату алюмінію чи заліза, концентрації 11,0 - 11,8%, а в ємності 11 - розчин поліакриламіду концентрації 1,0 - 1,2% Потрібну концентрацію розчинів ХІМІЧНИХ реагентів та ЩІЛЬНІСТЬ бурового розчину підтримують шляхом подачі води через кульові крани 19 із трубопроводу 13 подачі води Для швидкого і якісного готування розчинів коагулянту і флокулянта в ємностях 10 і 11 надають руху мішалкам 20, швидкість обертання яких регулюють за допомогою блоків регулювання, встановлених у шафі керування(на схемі не показаний) Після готування розчинів в ємностях 10, 11 перевіряють концентрації, для чого беруть проби розчинів у цих ємностях через крани 21 Відкривають вентиль 23 і буровий розчин надходить по трубопроводу 12, а з ємностей 9, 10, 11 дозують насосами 15, 17 зміст ємностей 9, 10, 1 1 , відкриваючи при цьому вентилі 14 запірні Зміст ємностей 9, 10, 11 дозують у трубопровід 12 бурового розчину в КІЛЬКОСТІ на 100 с м 3 розчину соляної чи сірчаної кислоти 0,4 - 1,0 см ВІДПОВІДНО, розчину сульфату алюмінію чи заліза 0,8 - 1,0см 3 ВІДПОВІДНО, розчину поліакриламіду 1,8 - 2,0 с м 3 Після хімічної обробки бурового розчину проводять його аналіз шляхом відбирання проб краном 25 Оброблений буровий розчин являє собою суспензію з розгалуженою структурою у виді лапатих часток Зміст згущеної частини в % від первісної КІЛЬКОСТІ розчину складає до 49 У наступному оброблений у таким чином буровий розчин направляють на центрифугу 8, де відбувається розподіл фаз на тверду і рідку, останню з яких направляють на повторне використання або в систему циркуляції бурового розчину, регулюючи його ЩІЛЬНІСТЬ у широких межах і якість або на розведення бурового розчину перед надходженням у блок 7 хімічної обробки При цьому ЩІЛЬНІСТЬ проясненого розчину регулюють через кульовий кран 19 Після механічних способів очищення бурового розчину на віброситі 3, у пісковіддільнику 4, гідроциклоні 5 і муловіддільнику 6 буровий розчин зі змістом твердої фази 25%, ЩІЛЬНІСТЮ 1 1 5 7 К Г / М 3 ПО трубопроводу 12 надходить у блок 7 хімічної обробки В ємностях 9, 10, 11 блоку 7 хімічної обробки готують ВІДПОВІДНІ розчини у ємності 9 - розчин соляної кислоти НСІ, концентрації 18%, ЩІЛЬНІСТЬ 1087кг/м , у ємності 10 - розчин сульфату заліза Fe 2 (SO 4 )3, концентрації 11,8% у перерахуванні на Fe, ЩІЛЬНІСТЬ 1140кг/м 3 , у ємності 11 - 1,0%-ний розчин поліакриламіду Насосами 15, 17 зміст ємностей 9, 10, 11 дозують у трубопровід 12 бурового розчину в КІЛЬКОСТІ на 100см 3 розчину розчин НСІ - 0,4 см, розчин Fe 2 (SO 4 )3 - 0,8см, розчин поліакриламіду - 2,0см 3 Відбувається інтенсивне утворення осаду у виді лопаткових часток більш укрупненої структури Оброблений таким чином розчин направляють на центрифугу 8, де під дією відцентрових сил відбувається швидке відділення твердої фази, частка якої від первісної КІЛЬКОСТІ розчину складає 4 8 , 1 % , зміст зв'язаної води в осаді мінімальна КІЛЬКІСТЬ, а залишкова частина, проясненого розчину, що складає велику частину від первісної КІЛЬКОСТІ розчину, тільки адсорбційне зв'язана з поверхнею осаду, тому після відділення осаду прояснений розчин направляють для повторного використання, наприклад в систему 12 подачі бурового розчину через кульовий кран 19 Таким чином, пропонований спосіб очищення бурового розчину більш ефективний у порівнянні з існуючим, запобігає втрати бурового розчину в шламовий амбар, крім того повторне використання проясненого розчину дозволяє регулювати ЩІЛЬНІСТЬ бурового розчину в широких межах, його якість, поліпшуючи техніко-економічні показники буравлення, збільшуючи термін служби свердловини Приклад конкретного виконання б / — Ы s —-Ы Тверда S \ 2 Фіг. 1 54871 Тверда фаза Фіг. 2 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24