Патент на изобретение №2276179
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) БУРОВОЙ РАСТВОР
(57) Реферат:
Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано при бурении особо прочных пород алмазными коронками. Технический результат изобретения – повышение эффективности охлаждения бурового инструмента и за счет этого снижение его износа. Буровой раствор на водной основе содержит, мас. %: глину 5-8, в качестве поглотителя тепла и утяжелителя – диабаз 20-30, в качестве поверхностно-активного вещества – силикат натрия 2-5, в качестве пенообразователя – эмульсию ВНИИНП-117 0,8-1, вода – остальное. 1 табл.
Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано при бурении особо прочных пород алмазными коронками. Известен буровой раствор (патент РФ №2153518, С 09 К 7/02, 2000.07.27). Буровой раствор для вскрытия пласта с аномально высоким пластовым давлением, содержащим воду, наполнитель, акриловый полимер и утяжелитель ЖРК-1, полученный из титаномагнетитовых руд, в качестве наполнителя содержит бентонитовый глинопорошок и дополнительно комплексный реагент карболингосульфонат пековый – КЛСП при следующем соотношении компонентов, мас.%: бентонитовый глинопорошок 3, акриловый полимер 0,2-0,4, указанный комплексный реагент 0,3-0,5, вода – остальное, указанный утяжелитель до 150% сверх 100%. Недостатком указанного изобретения является плохое охлаждение бурового инструмента, вызывающее его повышенный износ. Известен буровой раствор БУР-4, принятый за прототип (заявка на изобретение РФ №94005401, С 09 К 7/00, 1995.10.20). Буровой раствор БУР-4 содержит воду, глину, электролиты, регулятор вязкости и водоотдачи, смазывающую добавку и барит. С целью улучшения антисальниковых, антиприхватных и фрикционных свойств в состав раствора дополнительно вводится смазывающая добавка МПСАМ при следующем соотношении компонентов в растворе, мас.%: электролиты – 2,2-6,0; глина – 9,0-23,0; реагенты-регуляторы вязкости и водоотдачи – 0,8-4,9; присадка МПСАМ – 3,0-5,0; барит – 0,1-46,0, вода – остальное. Недостатком указанного изобретения является плохое охлаждение бурового инструмента, вызывающее его высокий износ. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности охлаждения бурового инструмента и за счет этого снижение его износа. Технический результат достигается тем, что буровой раствор на водной основе, содержащий воду, глину, согласно изобретению дополнительно содержит в качестве поглотителя тепла и утяжелителя диабаз, в качестве поверхностно-активного вещества силикат натрия, в качестве пенообразователя эмульсию ВНИИНП-117, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Применение предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволяет повысить эффективность охлаждения бурового инструмента и за счет этого позволяет уменьшить его износ. Буровой раствор приготавливают следующим образом. В воду при постоянном перемешивании добавляют ингредиенты при следующем соотношении компонентов: глину в количестве 5-8 мас.%; силикат натрия в количестве 2-5 мас.%; диабаз в количестве 20-30 мас.%; эмульсию ВНИИНП-117 (МРТУ 12 Н №12-63) в количестве 1 мас.%. Далее приготовленный буровой раствор подают по трубам в буримую скважину с помощью циркуляционной системы. Необходимое количество диабаза и других компонентов бурового раствора принимают исходя из имеющихся горногеологических условий бурения. На забой скважины полученный буровой раствор подается по буровым трубам, а в процессе бурения выдавливается по зазору между стенкой скважины и бурильными трубами. На поверхности возможно очищение загрязненного бурового раствора, после чего его снова через циркуляционную систему подают в буримую скважину. Для снижения абразивного износа бурового инструмента крупность частиц диабаза рекомендуется принимать не более 0,1 мм. Глину используют в качестве пластификатора, причем ее добавляют в количестве 5-8 мас.% из условия обеспечения необходимой пластичности бурового раствора. Силикат натрия используют как поверхностно-активное вещество для обеспечения эффективного прилипания частиц шлама к буровому раствору. Рекомендованное количество силиката натрия в интервале 2-5 мас.% принято из условия обеспечения наиболее эффективного прилипания шлама к буровому раствору. Эмульсию ВНИИНП-117 добавляют в количестве 0,8-1 мас.% для образования пенной составляющей раствора. Эмульсия ВНИИНП-117 выбрана исходя из высокой пенообразующей способности этого вещества. Верхний предел и нижний пределы выбраны из условия рационального использования эмульсии ВНИИНП-117 в буровых растворах. Вода используется как основа бурового раствора. Диабаз используют в буровом растворе в качестве поглотителя тепла и утяжелителя, причем его добавляют в количестве 20-30 мас.%. Верхний предел добавления диабаза, равный 30 мас.%, принимают из условия обеспечения необходимой подвижности бурового раствора. Нижний предел добавления диабаза принят из условия отсутствия повышения эффективности охлаждения по сравнению с прототипом. Диабаз обладает следующими свойствами, позволяющими достигнуть поставленного технического результата: плотностью – 2,8-3,3 кг/м3; удельной теплоемкостью – 783-929 Дж/(кг·К); коэффициентом теплопроводности – 5,62-10-3 кал/(см·сек·град); абразивностью – 18-30 мг. По сравнению с баритом, используемым в прототипе в качестве утяжелителя и имеющем следующие свойства: плотность – 4,3-4,7 кг/м3 и коэффициент теплопроводности – 4,1-10-3 кал/(см·сек·град), диабаз позволит более эффективно охлаждать буровой инструмент. За счет того, что диабаз обладает высокой удельной теплоемкостью и хорошей теплопроводностью он будет интенсивно поглощать выделяющееся при бурении тепло и отводить его от забоя скважины. Это позволит снизить износ бурового инструмента за счет снижения термических нагрузок на него. Высокая плотность позволяет увеличить эффективность выноса шлама с забоя скважины и тем самым повышает эффективность бурения. Широкая распространенность и большие запасы диабаза позволяют судить о возможности его промышленной добычи и использования.
Использование предлагаемого бурового раствора обеспечивает следующие преимущества: – повышение эффективности охлаждения бурового инструмента; – повышение износостойкости бурового инструмента; – повышение скорости бурения и снижение его себестоимости.
Формула изобретения
Буровой раствор на водной основе, содержащий воду, глину, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве поглотителя тепла и утяжелителя диабаз, в качестве поверхностно-активного вещества – силикат натрия, в качестве пенообразователя – эмульсию ВНИИНП-117 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 07.12.2006
Извещение опубликовано: 27.08.2008 БИ: 24/2008
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
