Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Обработка глинистых растворов химическими реагентами про­изводится с целью: 1) придания раствору особых свойств, позво­ляющих предотвратить возникновение осложнений в процессе бу­рения скважины;» 2) восстановления свойств раствора, утрачен­ных им вследствие насыщения шламом или под воздействием ми­нерализованных вод и температуры; 3) придания раствору спе­циальных свойств: морозоустойчивости, смазочных, эмульгирую­щих, антивибрационных и др.*- 4) повышения качества раствора, приготавливаемого на основе низкосортных местных глин.

Различают первичную обработку раствора, которую проводят перед началом бурения раствором с заданными свойствами, и вто­ричную обработку для поддержания или изменения свойств раст­вора в процессе бурения скважины.

Существует целый ряд классификаций химических реагентов (число которых постоянно растет) по физико-химическому составу, по влиянию на структурно-вязкостные свойства и показатель филь­трации растворов, по солестойкости и термостойкости, назначению И ‘др.

При разработке технологии бурения скважин наиболее удобной является классификация химических реагентов по назначению (рис. 7).

Г ССБ кмц і, комплексные фосфаты Крахмал .1 — Гипан — ПФЛХ метас ■ Окисленный * Хромгуматы — лигнин Гиматные — нитролигнин реагенты: УЩР, ТЩР (порошки и — Окзил ш. Игетан растворы) в Хромлигно* КССВ сульфонаты — Хроматы — ФХЛС — I — Понижение вязкости Понижение водоотдачи —1 Термостой­ кость — Регулирова­ние pH
Резиновая или птзиашш крошка
Каустик
Окисленныи петролатум
Кальциниров­анная сода
Соли жирных нафтеновых кислот
Сивушное масло
соль
Стеараты
Известь	Графит
Полисило• ксаиы
Хлористци кальции	Нефть Сильфонаф- тенаты
7-66
Гипс
Формалин
Эмультал
Диоцид
сг, ст
Катапин
Предупрежде­ние Загнивания	Смазочное действие
Защита от агрессии
Осаждение иона кальция

Эмульгиро­ вание

|— Загущение Оеногашенис

Рис. 7. Классификация химических реагентов по назначению

Для обработки растворов при колонковом бурении в осложнен­ных геолого-технических условиях определены ориентировочные нормы введения в раствор основных наиболее распространенных химических реагентов (табл. 23) [22]. т

Наиболее распространен в практике колонкового бурения для обработки глинистых растворов углещелочной (или торфощелоч­ной) реагент — УЩР (ТЩР). Для первичной обработки раствора применяются реагенты: УЩР-11-2, УЩР-13-2, УЩР-15-3. Первая цифра указывает на содержание сухого бурого угля, вторая — су­хого едкого натра в процентах по массе от объема реагента. Для вторичной обработки используется реагент УЩР-10-1 и др. При первичной обработке глинистого раствора в него добавляют УЩР в количестве 10—30% от объема обрабатываемого раствора, при вторичной обработке в 5—б раз меньше.

Расчет приготовления УЩР производится по следующим фор­мулам:

1) количество влажного бурого угля (в т) для приготовления реагента

Реагент

Норма введения

Углещелочной — УЩР или торфоще­лочной — ТЩР Полифенольный. лесохимический — ПФЛХ Карбоксиметилцеллюлоза — КМЦ Конденсированная сульфит-спиртовая барда — КССБ или сульфит-спир­товая барда — ССБ Гидролизованный полиакрилонит — рил —гилан Феррохромлигносульфонатный — ФХЛС Каустическая сода Кальцинированная сода Жидкое стекло Нефть СМАД-1 Эмульгаторы Пеногасители

5—30 % от объема раствора 0,5—1 % от массы или объема раствора 0,5—1 % от массы или объема раствора 0,5—3 % от массы или объема раствора 0,1—1 % от объема раствора 2— 3 % по массе от объема раствора • 0,1—0,5 % от массы глины 0,2—4 % от массы глины 0,4—5 % от объема раствора 3— 12 % от объема раствора 1—4 % с*т массы или объема раствора 0,01—0,5 % от массы или объема ра­створа 0,2—3 % от объема раствора

2) объем каустической соды (в м3) для приготовления реагента

У»он -; (V. 12)

Сі

3) объем воды (в м3) для приготовления заданного объема реагента

Кв = Кущр — (+ КМаон) . (V. 13)

Рб. у /

где Рб. у — количество влажного бурого угля, т; Сб. у — содержание сухого бурого угля в реагенте по рецепту, %; V? — влажность бу­рого угля, %; Смаон — содержание сухого едкого натра в реаген­те по рецепту, %; ^аон —объем раствора каустической соды, м3; С] — содержание сухого едкого натра в растворе каустической со­ды, %; Vущр—объем реагента УЩР, который необходимо при­готовить, м3; ро. у — плотность бурого угля, т/м3; рб. у = 1,2 т/м3.

Для первичной обработки раствора применяют реагенты: ССБ-30-4, ССБ*30-5, ССБ-30-6. Первая цифра указывает на содер­жание сухого вещества ССБ, вторая — содержание сухого едкого натра в процентах по массе от объема реагента. В минерализо­ванных растворах ССБ применяют без каустической соды. При первичной обработке раствора добавляют реагент ССБ в количест­ве до 3 % от объема обрабатываемого раствора, при вторичной обработке — в 5 раз меньше.

Для приготовления реагента ССБ требуется объем раствора ССБ, рассчитанный по формуле

V = С^Б—-с—, (V. 14)

где С ссб — содержание сухого вещества ССБ в реагенте по ре­цепту, %; Сх—содержание сухого вещества ССБ в растворе бар­ды, %; обычно С1 = 30ч-50%; Уссв—объем реагента ССБ, ко­торый следует приготовить, м3. Объем раствора каустической со­ды рассчитывается по формуле (V. 12) в соответствии с рецептом ССБ.

Для обработки раствора при бурении в сильно засоленных по­родах, а также при хлоркальциевой и хлормагниевой агрессии следует использовать крахмальный реагент. Крахмальный реагент состоит из 10 %-ного раствора крахмала и каустической соды (1,0—1,4% сухой каустической соды по массе от массы крахма­ла). В сильноминерализованных водах содержание каустическо. й соды увеличивают до 2—4 %.

Расчет количества крахмала для приготовления крахмального реагента производится по формуле

Рк = £т£г’ (У15)

где Ри — количество крахмала на потребный объем реагента, ис­ходя из заданной концентрации, т; Ск — концентрация крахмала в реагенте, %; Ук. р —объем реагента, м3.

Расчет объема раствора каустической соды для приготовления реагента производится по формуле

и"-°»“-7ГЛР (У16)

где Сяаон — содержание сухой каустической соды по массе от массы крахмала в реагенте, %; Рх— содержание сухой каусти­ческой соды в 1 м3 раствора каустической соды, т.

Для равномерной обработки всего объема циркулирующего глинистого раствора определяется скорость ввода в него реагента и воды. Реагент следует вводить в раствор в начале желобной сис­темы для лучшего его смешивания с раствором.

Скорость подачи реагента и воды (в л/мин) в буровой раствор

(У.17)

ИТ

где Ухр — объем вводимого реагента, м3; к — число циклов движе­ния бурового раствора, в течение которых должна быть проведена химическая обработка раствора; Т — продолжительность одного цикла, мин.

Продолжительность одного цикла движения бурового раствора определяется по формуле

(У.18)

где Ур—рбщий объем циркулирующего бурового раствора, м3; С?— подача бурового насоса, л/мин.

Пример 6. Рассчитать потребное количество бурого угля влажностью 15 % и каустической соды, поставляемой в виде раствора плотностью р= 1,308 т/м3, для проведения первичной обработки глинистого раствора реагентом УЩР-11-2 в количестве 20 % от объема раствора. Исходный объем глинистого раствора — 8 м3; обработку следует провести за два цикла. На буровой установлен насос НБЗ-120/40.

Решение.

1. Расчет потребного объема реагента УЩР-11-2 для обработки раствора производится исходя из условия задачи

20-8

^УЩР = хоо = 1,6 М*’

2. Расчет потребного количества влажного бурого угля для приготовления реагента УЩР-11-2 производится по формуле (У. П):

1Ы,6

Рб-г — 100_15 -0’2 т’

3. Расчет потребного объема раствора каустической соды производится на основании (прил. 8) формулы (V. 12):

4. Объем воды для приготовления реагента УЩР-11-2 составит по формуле ОМЗ)

У„ = 1,6 — + 0,116^ = 1,317 м».

5. Для определения скорости подачи реагента предварительно рассчитыва­ем продолжительность одного цикла, считая, что насос НБЗ-120/40 будет рабо­тать с максимальной подачей. По формуле (УЛ8) получим

Т ■= — = 67 мин.

120

Скорость подачи реагента составит по формуле (У-17)

1.6- 10* ,

V <=—- — — 2 12 л/мин.

Пример 7. Для понижения вязкости глинистого раствора используется ре­агент ССБ-30-4; производится обработка 7 м3 раствора в объеме 3 % от объема циркулирующего раствора. Рассчитать потребное количество сульфитспнртовой барды плотностью Рссб =1»27 т/м3 и с содержанием сухих веществ 50% и

раствора каустической соды плотностью р^аои*31*308 т/м3.

Решение.

1. Расчет потребного объема реагента ССБ-30-4 для обработки раствора производится по формуле

2. Расчет объема раствора ССБ, необходимый для приготовления реагента ССБ-30-4, производится по формуле (У-14)

30-0.21

V =^- = 0,126 мз.

3. Расчет потребного объема раствора каустической соды для приготовления реагента производится по формуле (У.12) и (прил. 8)

4-0,21

^аОН = 27 65 — = 0,03 М».

Пример 8. Для снижения водоотдачи минерализованного глинистого раство­ра используется крахмальный реагент, состоящий из 8 % раствора крахмала с добавлением 1,4 % по массе от массы крахмала сухого едкого натра. »Для при­готовления крахмального реагента используется сухой крахмал и раствор каус­тической соды плотностью 1,274 т/м3. Обработка производится из расчета вве­дения 0,5 % сухого крахмала по массе от объема обрабатываемого раствора. Объем циркулирующего бурового раствора составляет 11 м3.

Решение.

1. Определение количества сухого крахмала для требуемой обработки раст­вора 0

0,5-11

~ —Гоо— = 0 т кг*’

2.

0,055*100 8

Расчет потребного объема крахмального реагента с концентрацией в нем 8 % крахмала производится на основании формулы (М5), решая ее относитель­но Ук. р

Кк. р = —^—————- = 0,688 м3.

3. Расчет объема раствора каустической соды заданной плотности, необходи­мого для приготовления крахмального реагента, производится по формуле (У.16) и по прил. 8:

^аОН= ==°’0025 М* (2’5 Л)-

Комментарии запрещены.