JPS5948280B2 - 掘さくでい水における固体の分散制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 １０背景技術 本発明は掘さくでい水（ｄｒｉｌｌｉｎｇｍｕｄｓ）、
パルプ及び懸濁物の調製、特に掘さくでい水における固
体の分散を制御する方法に関する。

本発明は掘さくでい水の調製のための石油及び１５ガス
工業において有利に用いることができる。

固体の分散操作は調製された掘さくでい水の品質を大幅
に支配するので、臨界的な工程操作である。クレーの効
果的な分散は単位量のクレー粉末当りの掘さくでい水の
収量を一層多くし、クレ＝２０の消費を少なくする。コ
ロイドの状態因子値を保持させながらマット中の固体の
総量を減少させると透過率が上昇する。クレー粉末のコ
ロイド状態因子が低い場合、クレー材料に基づく掘さく
でい水の調整には分散が□ 用いられる。

固体を液相に分散させる場合、その分散には物理化学的
変化が伴い、固相と液相の両者の状態と性質に影響を及
ぼす。

分散効率の尺度はでい水中の粒子濃度によつて表わされ
る固相の細末度であ３０る。掘さくでい水の構造形成に
関して最も活性なクレー粒子は直径が５μ、ｍ及びそれ
以下のものであることは一般的な知見である。

分散は固相の可能な最大割合を直径５μｍ以下のコロイ
ド粒子に転３５化することにある。しかしながら、凝集
構造の形成において重要な因子のうちで主たる因子はコ
ロイド粒子の大きさであるが、そればかりでなくそれら
の数、すなわち粒子の濃度も重要な因子である。

実際、固体コロイド粒子の数が少ないと強い凝集構造を
確保することができなくなり、一方数が過剰になるとゲ
ル濃度とでい水の流動抵抗が急増し、そのための透過率
が非常に低下し、そして掘さくでい水からのカツテイン
グ物の除去が妨げられる。掘さくでい水における固相粒
子の最適濃度はそのタイプによつて変り、そのため粒子
の濃度は掘さくでい水の固相分散を特徴付ける主たるパ
ラメーターの１つである。掘さくでい水における固体の
分散をその電気的パラメーターを測定することによつて
監視する方法・は知られている。

この方法は電極を液体の流れの中に入れ、そして粒子が
その流れと一緒に、且つその液体に関して移動するとき
電極を横断する電位差を測定することにその本質がある
。この現象は動電気効果と称されるが、これは固体粒子
と液体とがある一定の電荷を有するとき固体粒子−液体
の界面にできる電気二重層によるものである。

掘さくでい水流における電気動電圧は固相粒子の濃度変
化で変わる。この電位差は粒子によつて測定装置の電極
に伝えられる電荷に支配されるので、液体中の粒子濃度
が高くなればなるほど電気動電圧は大きくなる。又、こ
れらの粒子の数が多くなればなるほど電位差は大きくな
る。従つて、掘さくでい水の電気的パラメーター、特に
その電気動電圧の定量は分散の程度を示すのに取られる
固相の細末度に関して情報を与える。従来法は液体中の
固相の量の変化を制御するのを可能にしているが、掘さ
くでい水における固体についてその分散の連続制御の保
証と固相分散の終点の定量はできない。これは最適条件
下で掘さくでい水を調製する手段はないことを示してい
る。更に、この方法は記録装置を持つ電極の系、それら
の架設、組立及び補修を必要とし、従つてこれには余分
の労力と動力の消費を伴う。又、掘さくの際に固体の分
散を制御する方法も知られている。

この方法において、固体の濃度は振動タイプのピツクア
ツプによつて測定される。このピツクアツプは機械的揺
動コンバーターにより形成されている揺動エクサイタ一
、及び格子フレームを有し、面が揺動方向に対して垂直
になつている検知要素から成つている。振動ピツクアツ
プの格子フレームは揺動エクサイタ一に接続、固定され
、そして掘さくでい水流にその流れに対して直角に浸漬
されている。もし、でい水中の固相粒子が格子フレーム
の開口より大きいならば、固相粒子は格子の孔を塞ぎ、
そのため検知要素によつて流れに与えられる抵抗が激増
する。でい水中の固相粒子の濃度が高くなればなるほど
格子の流れに対する抵抗はますます大きくなり、これは
検知要素の揺動振幅を小さくする。この振幅が液相中の
固体濃度の尺度である。でい水中の粒子濃度が高くなれ
ばなるほど分散度は高くなる。従つて、検知要素の揺動
の振幅変化は液相中の粒子濃度の変化を示す。

しかしながら、この公知の方法も掘さくでい水における
固体の分散の連続制御、及び特に固相がクレー粒子を異
なる出発濃度で有する各種の鉱物学的組成物のクレーで
ある場合の最適固相分散時間の決定ができない。各種タ
イプのクレーは異なるコロイド状態因子で存在し、その
効果で分散されている特定の大きさの粒子は異なる値を
持つている。従つて、この公知の方法の適用にはクレー
の各タイプにより検知要素を変えることを要し、その場
合適当に孔の開けられたフレームは各時間毎に選ばれる
。これは分散工程を周期的に中断させ、そして分散装置
の運転パラメーターの再設定は労力と動力を更に消費さ
せ、且つ分散装置の処理容量を低下させる。非最適条件
下での分散は動力の過剰消費を伴う液相中の固相の過分
散を引き起こすか、又は大きくて且つ強固な粒子につい
て不十分な分散を生じさせ、そしてこの２つのケース共
掘さくでい水の性質を不安定にし、且つ低下させる。本
発明はでい水の性質を特徴付けるパラメーターの１つを
連続的に測定することによつて分散工程を連続的に制御
するのを可能にする掘さくでい水における固体の分散を
制御する方法の提供を目的として有するの本発明によれ
ば、粒子の濃度を測定することから成る掘さくでい水に
おける固体の分散を制御する方法が提供される。

この方法において、粒子の濃度はでい水の鉱物化がそれ
自体を安定化するまで分散の過程中に連続的に測定され
るその鉱物化の変化に関して定量される゜こゝで、でい
水の鉱物化の増加は固体濃度の増加を評価するのに用い
られ、一方その鉱物化の安定化は粒子の最大濃度を示す
ために取られる。この方法は最適分散時間の測定を通じ
て固相の最適分散を達成する手段を提供する。

最終の分析において、これらの改良は実質的に消費動力
を低下させ、又最適分散条件と固体のコロイド寸法への
効果的な解体とによつて掘さくでい水の性質を改良する
。

【図面の簡単な説明】

本発明を図面を参照しながら実施例によつて説明する。 第１図は本発明による方法の概略の実施態様を説明する
ものであり、第２図は２０重量？のクレー粉末により調
製した掘さくでい水の鉱物化度の変化を説明している曲
線１と粒子濃度の変化を説明している曲線で表わす。 発明を実施するための最良の形態 クレーがカリウム、カルシウム、ナトリウムの各イオン
を含有し、それらが一部水に溶出し、そのため掘さくで
い水の鉱物化度が増加することは周知である。 例えば、モンモリロン石及び水雲母のクレーは次の化学
組成（％）を持つている。この化学組成はクレーが十分
な割合のアルカリ土類元素を含有していることを示して
いる。固相に激しい分散作用が加えられる場合、粗大な
固体は細かい粒子に解体され、破砕片に新しい表面が現
われる。このため、一層多くのアルカリ土類元素が水に
溶出して掘さくでい水の鉱物化度を上げる。従つて、ク
レー粒子の細末度が大きくなればなるほど粒子濃度はま
すます高くなり、又掘さくでい水の鉱物化度もますます
高くなる。通常、水−クレーの懸濁液は、例えば広く知
られているローターパルスタイプのデイスパーザ一１（
第１図）で処理される。このローターパルスタイプのデ
イスパーザ一１は複数のノツチと突起を持ち、ハウジン
グの内側に同軸配置される回転子と円筒形の固定子とか
ら本質的に成つている。このようなデイスパーザ一にお
いて、固体は回転子の突起によつて規則的な時間間隔で
遮断される固定子のノツチを通過している液体のパルス
流におけるキヤビテーシヨン現象によつて解体される。
分散は固体の大部分がコロイド状態に転化されるまで、
すなわち直径５μｍ以下の粒子に解体されるまで続けら
れる。しかしながら、各種タイプのクレーはそれぞれタ
フネスカ堝なり、その影響で他の条件が全て同じでも（
デイスパーザ一の処理容量、トリリンク用マツト沖の固
体の容量濃度、分散作用の強さ）、分散条件の最適化は
そのパルプが処理されている時間に依存する。 同時に、適当な手段が欠けていることは分散の途中にお
ける粒子濃度の変化を連続的に制御し、かくして各種タ
イプのクレーに対する最適分散時間を求めることを不可
能にする。そのような最適分散時間の測定手段を与える
ために、収容容器２には掘さくでい水の鉱物化を制御す
るピツクアツプ３が取り付けられており、ピツクアツプ
３は電力供給源４及びレコーダー５に接続されている。
掘さくでい水の鉱物化を制御するピツクアツプ３は電解
質の導電率を測定する周知の任意の装置であることがで
きる。 このような周知の導電率測定装置は導電性液体に浸漬さ
れ、電力供給源とレコーダ２にそれぞれ接続される２個
の電極から成つている。液相中の固体の分散中にマット
の液相に溶出する鉱物質成分の量が多ければ多いほど液
相の電気抵抗は小さくなり、且つ電極間の電流は大きく
なり、その大きさはレコーダー５の記録紙に記録される
。従つて、液相中の固体の分散が強くなればなるほで液
相の鉱物化は高くなり、すなわち液相の電気抵抗は小さ
くなり、よつて又電極間の電流の強さ、すなわち固相の
分散度の変化を示す電極間の電流変化はますます大きく
なる。掘さくでい水の鉱物化一固相の細末度により変わ
る一は他の方法でも監視することができる。第２図は２
０容量？のクレー粉末と水から調製した掘さくでい水の
鉱物化（Ｃ％）の、分散時間の関数としての変化曲線１
及び粒子濃度（Ｇ％）の分散時間の関数としての曲線を
説明するものである。第２図の曲線が示しているように
、でい水の鉱物化（及びそれと共に粒子の濃度）は分散
のほマ最初の２０分中に急上昇し、次いで曲線は傾斜を
ゆるめる。 この傾斜の鈍化は分散が最適点を通つたことを示してい
る。従つて、掘さくでい水の粒子濃度は分散の過程で連
続的に測定されている鉱物化の値から定量することがで
きる。鉱物化値の増加（長さＡｂ）は粒子濃度の増加を
、一方鉱物化値の平準化（長さＢｃ）は粒子の最大濃度
を示している。掘さくでい水中の粒子濃度が高くなれば
なるほど掘さくでい水の分散度は大きくなる。 掘さくでい水中の固体の分散を制御する本発明による方
法は掘さくでい水の分散について連続読取りを可能にす
ると共に、最適分散時間を求め、且つ消費動力をかなり
低下させる手段を与える。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 掘さくでい水の粒子濃度を測定することによつて該
   掘さくでい水中の固体の分散を制御する方法において、
   固相の粒子濃度をでい水の鉱物化の値が安定化されるま
   で分散の過程中連続的に測定されるでい水の鉱物化の変
   化に関して定量し、その場合でい水の鉱物化値における
   増加は固相の粒子濃度の増加を示し、一方でい水の鉱物
   化値の平準化は固相の粒子濃度の最大値を示すようにな
   つていることを特徴とする、掘さくでい水における固体
   の分散制御方法。