RU2783466C1 - Complex for the preparation of emulsion drilling muds on a hydrocarbon basis and the method for its operation - Google Patents
Complex for the preparation of emulsion drilling muds on a hydrocarbon basis and the method for its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783466C1 RU2783466C1 RU2021132698A RU2021132698A RU2783466C1 RU 2783466 C1 RU2783466 C1 RU 2783466C1 RU 2021132698 A RU2021132698 A RU 2021132698A RU 2021132698 A RU2021132698 A RU 2021132698A RU 2783466 C1 RU2783466 C1 RU 2783466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disperser
- shaft
- turbine shaft
- working
- tank
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002612 dispersion media Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 230000003068 static Effects 0.000 description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 3
- 102100017951 SMAD1 Human genes 0.000 description 2
- 101700032040 SMAD1 Proteins 0.000 description 2
- 102000007374 Smad Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010007945 Smad Proteins Proteins 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000008341 ER-associated protein catabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000002445 Nipples Anatomy 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к способам и устройствам для приготовления эмульсионных растворов на углеводородной основе (ЭРУО), используемых при бурении скважин.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to methods and devices for the preparation of oil-based emulsion solutions (OBM) used in well drilling.
Существует проблема возникновения зарядов статического электричества, искровых разрядов и взрывоопасных концентраций паровоздушных смесей при разбрызгивании, деформации, дроблении и относительном перемещении компонентов смеси ЭРУО, что приводит к воспламенению, взрыву и пожару на опасных производственных объектах.There is a problem of the occurrence of static electricity charges, spark discharges and explosive concentrations of vapor-air mixtures during spraying, deformation, crushing and relative movement of the components of the ERWM mixture, which leads to ignition, explosion and fire at hazardous production facilities.
Известна установка [SU 323540, МПК Е21В 21/00, 1972 г] для приготовления промывочных жидкостей с целью обеспечения возможности периодической загрузки при непрерывной работе, выполненная в виде двух фронтально расположенных фрезерно-струйных мельниц - приемной и сливной, причем в приемной мельнице объем рабочей камеры больше, например, втрое, чем в сливной, а в верхней части они соединены герметичным патрубком с приводом от одного двигателя внутреннего сгорания.A known installation [SU 323540, IPC
Также известно устройство для приготовления и обработки буровых растворов, выполненное в виде фрезерно-струйной мельницы [SU 1159629, МПК В02С 13/06, 1985 г.], включающей корпус, загрузочный бункер, лопастной ротор, диспергирующую плиту, ловушку, выходную решетку, сливной лоток и подводящую трубу с продольной щелью, выполненной с расширением от входного отверстия трубы к противоположному ее концу.Also known is a device for the preparation and processing of drilling fluids, made in the form of a milling jet mill [SU 1159629, IPC
Недостатками аналогов является низкая производительность и эффективность описываемых устройств.The disadvantages of analogues is the low productivity and efficiency of the described devices.
Наиболее близким по технической сущности, взятым авторами за прототип, является устройство диспергатора гидравлического ДГ-40 [по материалам сайта https://www.spmi.ru/sites/default/files/imci_images/sciens/dissertacii/2020/koval_dissertaciya.pdf, найдено 08.10.2021 г.], содержащее корпус, подводящие патрубки в торцах которых вмонтированы и расположены соосно твердосплавные конусоидальные насадки, рабочую камеру, линию подвода рабочей жидкости, сливной патрубок.The closest in technical essence, taken by the authors as a prototype, is the device of the hydraulic disperser DG-40 [according to the site https://www.spmi.ru/sites/default/files/imci_images/sciens/dissertacii/2020/koval_dissertaciya.pdf, found on October 08, 2021], containing a body, inlet pipes at the ends of which hard-alloy cone-shaped nozzles are mounted and located coaxially, a working chamber, a line for supplying a working fluid, a drain pipe.
Недостатком прототипа является низкая производительность по приготовлению бурового раствора, а также необходимость установки в приемных емкостях циркуляционной системы гидравлических и механических перемешивателей, обеспечивающих равномерное распределение компонентов бурового раствора и предотвращающих его расслоение. Такая циркуляционная система не обеспечивает возможность соблюдения достаточной герметичности, что повышает риск возникновения зарядов статического электричества, искровых разрядов и взрывоопасных концентраций паровоздушных смесей. Попадание в буровой раствор атмосферного кислорода требует последующей обязательной дегазации, что снижает энергоэффективность устройства и процесса в целом.The disadvantage of the prototype is the low productivity for the preparation of the drilling fluid, as well as the need to install hydraulic and mechanical mixers in the receiving tanks of the circulation system to ensure uniform distribution of the components of the drilling fluid and prevent its stratification. Such a circulation system does not provide sufficient tightness, which increases the risk of static electricity charges, sparks and explosive concentrations of vapour-air mixtures. Ingress of atmospheric oxygen into the drilling fluid requires subsequent obligatory degassing, which reduces the energy efficiency of the device and the process as a whole.
Известен способ получения инвертно-эмульсионного бурового раствора на базе бурового раствора на водной основе [Ильин Г.А. и др. Преобразование глинистого раствора в инвертную эмульсию. Экспресс-информация ВНИИЭГазпром, сер. Геология, бурение и разработка газовых месторождений, 1986, вып. 16.], который заключается в создании прямой эмульсии при непрерывной циркуляции глинистого раствора на водной основе с его последующим обогащением дизельным топливом, битумом и специальными добавками, например, СМАД. Параллельно заготавливается углеводородная фаза, содержащая эмульгатор и оставшуюся от расчетного количества часть дизтоплива, СМАД и битума. Приготовленная углеводородная фаза перемешивается с циркулирующим глинистым раствором до преобразования его в инвертную эмульсию за счет инверсии фаз эмульсии (обращение прямой эмульсии в обратную). Инвертно-эмульсионный буровой раствор, полученный указанным известным способом, содержит в качестве водной фазы воду или глинистый буровой раствор на водной основе, а в качестве углеводородной фазы - смесь дизтоплива или нефти с окисленным битумом, СМАД-1 и Эмульталом при следующем соотношении компонентов, вес. %: вода или глинистый буровой раствор на водной основе - 28,5-54; дизтопливо или нефть - 40-60; высокоокисленный битум - 2,0-4,5; СМАД-1 2,0-4,0; Эмультал - 2,0-3,0.A known method of obtaining an invert-emulsion drilling fluid based on a water-based drilling fluid [Ilyin G.A. et al. Transformation of a clay solution into an invert emulsion. Express information VNIIEGazprom, ser. Geology, drilling and development of gas fields, 1986, no. 16.], which consists in creating a direct emulsion with continuous circulation of a water-based clay solution with its subsequent enrichment with diesel fuel, bitumen and special additives, for example, SMAD. At the same time, a hydrocarbon phase is prepared, containing an emulsifier and the remaining part of the calculated amount of diesel fuel, SMAD and bitumen. The prepared hydrocarbon phase is mixed with the circulating slurry until it is converted into an invert emulsion due to the inversion of the emulsion phases (reversal of the direct emulsion). The invert-emulsion drilling fluid obtained by the specified known method contains, as an aqueous phase, water or a water-based clay drilling fluid, and as a hydrocarbon phase, a mixture of diesel fuel or oil with oxidized bitumen, SMAD-1 and Emultal in the following ratio of components, weight . %: water or water-based mud - 28.5-54; diesel fuel or oil - 40-60; highly oxidized bitumen - 2.0-4.5; SMAD-1 2.0-4.0; Emultal - 2.0-3.0.
Недостатком известной технологии приготовления бурового раствора, получаемого из глинистого бурового раствора на водной основе методом инверсии фаз, является многостадийность и трудоемкость процесса приготовления, включающего перевод глинистого раствора в прямую эмульсию. Кроме того, сам процесс приготовления бурового раствора может привести к возникновению зарядов статического электричества, искровых разрядов и взрывоопасных концентраций паровоздушных смесей.A disadvantage of the well-known technology for the preparation of drilling mud, obtained from a clay drilling mud on a water basis by the method of phase inversion, is the multi-stage and laborious preparation process, including the conversion of the clay mud into a direct emulsion. In addition, the drilling fluid preparation process itself can lead to static electricity charges, sparks and explosive concentrations of vapour-air mixtures.
Прототипом изобретения является способ приготовления бурового раствора на углеводородной основе для бурения скважин с аномально низким пластовым давлением [RU 2635405, МПК C09K 8/38, 2017 г.], включающий смешивание гелирующего агента с углеводородной жидкостью, например в виде нефти, при 600-1500 об/мин до получения эмульсионного состава, с последующим генерированием афронов путем добавления к полученной смеси афронообразующего поверхностно-активного вещества ПАВ, а после производят диспергирование полученной смеси, путем воздействия высоких сдвиговых напряжений и кавитации посредством высокоскоростного миксера типа Hamilton Beach, обеспечивающего скорость вращения не ниже 9000 об/мин, или посредством промыслового оборудования в виде гидравлических воронок струйного и вихревого типов марок RSD/SLQ-200, HJM-200, RSD/XLQ-250, HVM-250, или гидравлических диспергаторов марок ДШМ-100 ДГ-2, ДГС-40-20, или их аналогов, обеспечивающего производительность 50÷600 м3/ч при давлении на входе 0,2÷10 МПа, причем после указанного диспергирования в смесь дополнительно вводят облегчающую добавку, в виде алюмосиликатных микросфер или стеклянных микросфер, или полимерных микросфер, или перлита, или вермикулита, или древесной муки, при двухстадийном режиме перемешивания: 600-1500 об/мин в течение 10-30 минут на первой стадии и последующее диспергирование полученного раствора при скорости вращения 1500-2500 об/мин в течение 15-60 минут на второй стадии, при этом в качестве гелирующего агента используют высокодисперсный аморфный диоксид кремния, или водный раствор смеси омыленных жирных кислот, или их смесь.The prototype of the invention is a method for preparing a hydrocarbon-based drilling fluid for drilling wells with abnormally low reservoir pressure [RU 2635405, IPC C09K 8/38, 2017], including mixing a gelling agent with a hydrocarbon liquid, for example in the form of oil, at 600-1500 rpm until an emulsion composition is obtained, followed by the generation of aphrons by adding an aphron-forming surfactant to the resulting mixture, and then the resulting mixture is dispersed by exposure to high shear stresses and cavitation using a high-speed mixer of the Hamilton Beach type, providing a rotation speed of at least 9000 rpm, or by means of field equipment in the form of hydraulic funnels of jet and vortex types RSD / SLQ-200, HJM-200, RSD / XLQ-250, HVM-250, or hydraulic dispersers of the DShM-100 DG-2, DGS brands -40-20, or their analogues, providing a capacity of 50÷600 m 3 / h at an inlet pressure of 0.2 ÷10 MPa, and after the specified dispersion, a lightening additive is additionally introduced into the mixture, in the form of aluminosilicate microspheres or glass microspheres, or polymer microspheres, or perlite, or vermiculite, or wood flour, in a two-stage mixing mode: 600-1500 rpm for 10-30 minutes at the first stage and subsequent dispersion of the resulting solution at a rotation speed of 1500-2500 rpm for 15-60 minutes at the second stage, while finely dispersed amorphous silicon dioxide or an aqueous solution of a mixture of saponified fatty acids is used as a gelling agent , or a mixture of them.
Недостатком изобретения является то, что в процессе приготовления бурового раствора могут возникнуть заряды статического электричества, искровые разряды и взрывоопасные концентрации паровоздушных смесей. Кроме того, приготовление ЭРУО указанным выше способом - процесс достаточно трудоемкий, материалоемкий, предполагающий использование дополнительного количества электрических двигателей, перемешивателей и насосного оборудования.The disadvantage of the invention is that during the preparation of the drilling fluid, charges of static electricity, sparks and explosive concentrations of vapor-air mixtures can occur. In addition, the preparation of ERUO by the above method is a rather laborious, material-intensive process, involving the use of an additional number of electric motors, agitators and pumping equipment.
Задачей изобретения является повышение производительности комплекса для приготовления бурового раствора с учетом обеспечения требуемого качества измельчения при соблюдении достаточной герметичности.The objective of the invention is to increase the productivity of the complex for the preparation of drilling fluid, taking into account the provision of the required quality of grinding, while maintaining sufficient tightness.
Задача решается тем, что в комплексе для приготовления эмульсионного бурового раствора на углеводородной основе, содержащий исходную и рабочую емкости, эжектор, насосы, систему очистки, линии подвода обрабатываемого раствора, соединенные с диспергатором, содержащим твердосплавные конусоидальные насадки и сливной патрубок, согласно изобретению, внутри диспергатора расположен вал турбины, установлены статоры и роторы вала турбины, внутренняя цилиндрическая полость вала турбины каналами, проходящими поперек вала, соединена с выходной камерой турбины: два канала в одном поперечном сечении и два канала в другом поперечном сечении, вал турбины соединен с полой головкой, на корпусе и торцевой части которой имеются отверстия с резьбовыми соединениями, в которые установлены твердосплавные конусоидальные насадки, направленные друг на друга и повернутые относительно друг друга для соударения встречных струй под углом 45°÷90°, внутренняя цилиндрическая полость вала турбины через отверстия и твердосплавные конусоидальные насадки полой головки соединена с камерой диспергации и сливным патрубком, исходная емкость с углеводородной основой через последовательно установленные эжектор, насос и диспергатор связана с накопительной емкостью, которая одновременно связана с емкостью с дисперсионной средой через второй насос и диспергатор, диспергатор в свою очередь связан с рабочей емкостью, которая связана через третий насос со скважиной, которая сообщена с системой очистки, которая связана с рабочей емкостью.The problem is solved by the fact that in the complex for the preparation of an emulsion drilling fluid on a hydrocarbon basis, containing the initial and working tanks, an ejector, pumps, a cleaning system, a line for supplying a treated solution, connected to a dispersant containing hard-alloy cone nozzles and a drain pipe, according to the invention, inside disperser, the turbine shaft is located, stators and rotors of the turbine shaft are installed, the inner cylindrical cavity of the turbine shaft is connected with the turbine outlet chamber by channels running across the shaft: two channels in one cross section and two channels in another cross section, the turbine shaft is connected to a hollow head, on the body and the end part of which there are holes with threaded connections, in which hard-alloy cone-shaped nozzles are installed, directed at each other and rotated relative to each other for collision of oncoming jets at an angle of 45 ° ÷ 90 °, the inner cylindrical cavity of the turbine shaft through the holes and firmly alloyed cone-shaped nozzles of the hollow head are connected to the dispersion chamber and the drain pipe, the initial container with the hydrocarbon base is connected to the storage tank through the ejector, pump and disperser installed in series, which is simultaneously connected to the container with the dispersion medium through the second pump and the disperser, the disperser, in turn, is connected with a working tank, which is connected through the third pump to the well, which is in communication with the cleaning system, which is connected to the working tank.
Задача решается тем, что в способе приготовления эмульсионного бурового раствора на углеводородной основе, включающем смешивание углеводородной основы, водной фазы и поверхностно-активного вещества ПАВ, диспергирование полученной смеси при перемешивании, согласно изобретению, в способе используют вышеупомянутый комплекс для приготовления эмульсионного бурового раствора на углеводородной основе, диспергацию осуществляют в две стадии: на первой стадии после подачи из исходной емкости углеводородной основы и добавления ПАВ через эжектор осуществляют их перемешивание в диспергаторе путем подачи на вал через систему лопастей статоров и роторов, а затем под давлением 4÷6 МПа со скоростью 1200-1450 об/мин во вращающуюся полую головку с твердосплавными конусоидальными насадками, проходя через которые поток выходит в виде встречных струй под углом 45°÷90°, затем смесь углеводородной основы и ПАВ направляют в накопительную емкость, на второй стадии смесь углеводородной основы и ПАВ направляют обратно в диспергатор, где перемешивают с потоком водной фазы, подаваемой из емкости с дисперсионной средой, и осуществляют диспергацию, при этом скорость подачи во вращающуюся полую головку такая же, как и на первой стадии, а давление 8÷10 МПа, полученную эмульсию направляют в рабочую емкость, а из рабочей емкости насосом направляют в скважину, откуда обратным потоком она поступает в систему очистки, затем обратно в рабочую емкость, образуя, таким образом, замкнутый рабочий цикл.The problem is solved by the fact that in the method for preparing an emulsion drilling fluid on a hydrocarbon basis, including mixing a hydrocarbon base, an aqueous phase and a surfactant, dispersion of the resulting mixture with stirring, according to the invention, the method uses the aforementioned complex for preparing an emulsion drilling fluid on a hydrocarbon basis, the dispersion is carried out in two stages: at the first stage, after supplying the hydrocarbon base from the original container and adding surfactants through the ejector, they are mixed in the disperser by feeding them to the shaft through the system of stator and rotor blades, and then under a pressure of 4 ÷ 6 MPa at a speed of 1200 -1450 rpm into a rotating hollow head with hard-alloy cone nozzles, passing through which the flow exits in the form of oncoming jets at an angle of 45°÷90°, then the mixture of the hydrocarbon base and surfactant is sent to the storage tank, at the second stage the mixture of the hydrocarbon base and surfactant send about into the disperser, where it is mixed with the flow of the aqueous phase supplied from the container with the dispersion medium, and dispersion is carried out, while the feed rate into the rotating hollow head is the same as in the first stage, and the pressure is 8–10 MPa, the resulting emulsion is sent to the working tank, and from the working tank it is pumped to the well, from where it flows back to the cleaning system, then back to the working tank, thus forming a closed working cycle.
Техническим результатом изобретения является повышение безопасности и эффективности способа приготовления эмульсионных буровых растворов на углеводородной основе за счет исключения возможности образования зарядов статического электричества и доступа кислорода в составе атмосферного воздуха в ЭРУО, и как следствие исключения пожаровзрывоопасных свойств эмульсионного раствора на углеводородной основе, достижение электростабильности в 280 В, а также за счет сокращения затрат времени на приготовление буровых растворов с учетом обеспечения требуемого качества измельчения их исходных компонентов.The technical result of the invention is to increase the safety and efficiency of the method for preparing oil-based emulsion drilling fluids by eliminating the possibility of the formation of static electricity charges and the access of oxygen in the composition of atmospheric air to the ERAD, and as a result of eliminating the fire and explosion hazardous properties of the oil-based emulsion solution, achieving electrical stability of 280 B, as well as by reducing the time spent on the preparation of drilling fluids, taking into account the required quality of grinding of their initial components.
Сущность заявленных комплекса и способа иллюстрируется графическими материалами, на которых:The essence of the claimed complex and method is illustrated by graphic materials, on which:
на фиг. 1 схематично изображен - диспергатор, для приготовления бурового раствора;in fig. 1 schematically depicts a dispersant for preparing a drilling fluid;
на фиг. 2 изображена схема реализации способа 1 стадии и на фиг. 3 второй стадии приготовления бурового раствора.in fig. 2 shows a diagram of the implementation of the 1st stage method and FIG. 3 of the second stage of drilling mud preparation.
Комплекс для приготовления эмульсионного бурового раствора на углеводородной основе, содержит исходную 20, накопительную 19, рабочую 33 емкости и емкость 31 с дисперсионной средой, эжектор 21, насосы 24, 30, 34, систему очистки 35, а также линии подвода обрабатываемого раствора, соединенные с диспергатором 28 (фиг. 2, 3). Исходная емкость 20 с углеводородной основой через последовательно установленные эжектор 21, насос 24 и диспергатор 28 связана с накопительной емкостью 19, которая одновременно связана с емкостью 31 с дисперсионной средой через второй насос 30 и диспергатор 28, диспергатор 28 в свою очередь связан с рабочей емкостью 33, которая связана через третий насос 34 со скважиной 36, которая сообщена с системой очистки 35, которая связана с рабочей емкостью. Диспергатор (фиг. 1), состоит из следующих элементов: резьбовых соединений 1, 17 для подключения к системе трубопроводов, переводника 2, корпуса 4 диспергатора и вала 5. В корпусе 4 установлены статоры 6 турбины, на валу 5 установлены роторы 7 вала турбины. Детали, установленные на валу 5 турбины, закреплены за счет осевого сжатия их гайкой 3. Детали, установленные в корпусе 4, закреплены также за счет осевого сжатия с помощью переводника 2. Вал 5 центрируется в корпусе 4 радиальными опорами 8, а на выходе из корпуса 4 центрируется ниппелем 12. Осевая опора 10 вала 5 установлена ближе к выходу из корпуса 4.The complex for the preparation of an emulsion drilling fluid on a hydrocarbon basis, contains the original 20,
Внутренняя цилиндрическая полость d вала 5 турбины каналами s, проходящими поперек вала 5, соединена с выходной камерой турбины g: два канала s в одном поперечном сечении и два канала s в другом поперечном сечении. Место каналов s перекрыто проставочной втулкой 9, в которой выполнены аналогичные каналам s проточки, а также совпадающие с ними по проходному сечению. Вал 5 турбины соединен с помощью рабочего переводника 13 с полой головкой 16, на корпусе и торцевой части которой имеются отверстия с резьбовыми соединениями, в которые установлены твердосплавные конусоидальные насадки 15, направленные друг на друга и повернутые относительно друг друга для соударения встречных струй под углом 45°÷90°. Внутренняя цилиндрическая полость вала 5 турбины через отверстия и твердосплавные конусоидальные насадки 15 полой головки 16 соединена с камерой диспергации w и сливным патрубком 18. Камера диспергации w ограничивается внутренней поверхностью корпуса 14, закрепленного на корпусе 4 диспергатора.The inner cylindrical cavity d of the
Способ реализуется следующим образом. На первой стадии, необходимое количество углеводородной основы из исходной емкости 20 после открытия задвижки 22 направляется к насосной установке 24 по трубопроводу, в котором через эжектор 21 вводятся ПАВ (фиг. 2). Далее углеводородная смесь через заранее открытую задвижку 25 под давлением направляется через тройник 26 на диспергатор 28, например диаметром 240 мм, в котором диспергируемый поток жидкости направляется на вал 5, проходя через систему лопостей статоров 6 и роторов 7 вала турбины, а затем под давлением 4÷6 МПа смесь поступает на вращающуюся со скоростью 1200-1450 об/мин головку 16 с твердосплавными конусоидальными насадками определенного диаметра (фиг. 1). Проходя через конусоидальные насадки поток выходит в виде встречных струй под углом 45°÷90°, обеспечивающим их встречное соударение со скоростью 70-80 м/с при вращения вала 5. Затем смесь поступает в камеру диспергации w, где дополнительно обеспечивается интенсивное смешивание реагентов с углеводородной основой, откуда выходит по трубопроводу через открытую задвижку 29 в виде смеси углеводородной основы в накопительную емкость 19, для накопления необходимого объема углеводородной основы с ПАВ (фиг. 2). На второй стадии, при открытии задвижки 27, смесь углеводородной основы и ПАВ направляют из накопительной емкости 19 через насос 30 обратно в диспергатор 28, где осуществляют ее перемешивания, с потоком водной фазы, подаваемой из емкости с дисперсионной средой 31, в соотношении 70/30. При этом скорость подачи во вращающуюся полую головку диспергатора 28 такая же, как и на первой стадии, а давление 8÷10 МПа (фиг. 3). Во время реализации второй стадии перемешивания смеси задвижки 22 и 29 (фиг. 2) находятся в закрытом положении. Далее (фиг. 3), после открытия задвижки 32, полученную эмульсию направляют в рабочую емкость 33 с производительностью порядка 30-55 л/с, откуда насосом 34 через бурильный инструмент (на фиг. 3 не показан) смесь направляется в скважину 36, откуда обратным потоком она направляется в систему очистки 35, потом обратно в рабочую емкость 33, образуя, таким образом, замкнутый рабочий цикл.The method is implemented as follows. At the first stage, the required amount of the hydrocarbon base from the
Предлагаемая технология позволяет приготовить рабочую эмульсию за несколько часов в объеме, необходимом для подачи в скважину всего за один цикл работы установки, это исключает переливание, доливание готовой эмульсии в емкость до требуемого объема, для последующей подачи в скважину. Имеет место повышение качественных показателей получаемого ЭРУО, за счет обеспечения герметичности и замкнутости системы приготовления ЭРУО предлагаемым комплексом и способом его применения, сокращение стадий технологического процесса приготовления эмульсии на углеводородной основе вследствие отсутствия необходимости в дегазации готовой эмульсии и исключения таким образом образования взрывопожароопасной среды.The proposed technology makes it possible to prepare a working emulsion in a few hours in the volume required for supply to the well in just one cycle of the installation, this eliminates the overflow, topping up the finished emulsion into a container to the required volume, for subsequent supply to the well. There is an increase in the quality indicators of the resulting ERUO, by ensuring the tightness and closure of the system for the preparation of the ERUO by the proposed complex and the method of its application, the reduction of the stages of the technological process for preparing the hydrocarbon-based emulsion due to the absence of the need for degassing the finished emulsion and thus eliminating the formation of an explosive and flammable environment.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2783466C1 true RU2783466C1 (en) | 2022-11-14 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU5809U1 (en) * | 1997-03-20 | 1998-01-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Висла" | PLANT FOR PREPARING BITUMINOUS EMULSIONS |
RU2455333C2 (en) * | 2010-06-17 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Method of emulsion drilling mud preparation |
RU2467049C2 (en) * | 2011-02-11 | 2012-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of preparing invert-emulsion drilling mud |
WO2014114537A1 (en) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Wintershall Holding GmbH | A solid particles-stabilized emulsion and process for preparing the same |
RU2635405C1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-11-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method for preparing drilling solution on hydrocarbon base for wells drilling with abnormally low formation pressure |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU5809U1 (en) * | 1997-03-20 | 1998-01-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Висла" | PLANT FOR PREPARING BITUMINOUS EMULSIONS |
RU2455333C2 (en) * | 2010-06-17 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Method of emulsion drilling mud preparation |
RU2467049C2 (en) * | 2011-02-11 | 2012-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of preparing invert-emulsion drilling mud |
WO2014114537A1 (en) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Wintershall Holding GmbH | A solid particles-stabilized emulsion and process for preparing the same |
RU2635405C1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-11-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method for preparing drilling solution on hydrocarbon base for wells drilling with abnormally low formation pressure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180214829A1 (en) | Gel hydration unit | |
US5052486A (en) | Method and apparatus for rapid and continuous hydration of polymer-based fracturing fluids | |
CN109821435B (en) | Hydrodynamic cavitation device for preparing blending lubricating oil through oil-water mixing | |
EP1648599B1 (en) | Apparatus and method for hydrating a gel for use in a subterranean well | |
US5046856A (en) | Apparatus and method for mixing fluids | |
US3256181A (en) | Method of mixing a pumpable liquid and particulate material | |
US20040008571A1 (en) | Apparatus and method for accelerating hydration of particulate polymer | |
WO2005037961A9 (en) | Method for manufacturing an emulsified fuel | |
RU2783466C1 (en) | Complex for the preparation of emulsion drilling muds on a hydrocarbon basis and the method for its operation | |
CN110898741B (en) | Oil field is with fly ash reinforcing foam forming device and application thereof | |
KR20080093812A (en) | Mixed oil manufacturing apparatus using heavy oil and waste oil | |
CN117339149A (en) | Perfluoro-hexanone foam fire extinguishing system | |
WO2021240198A1 (en) | Method for producing a viscosified water for injecting in a well, related process and equipment | |
CN113736441A (en) | Temperature-resistant and salt-resistant fracturing fluid capable of changing viscosity in real time and integrated application method thereof | |
CN2188420Y (en) | In-line mixing emolsifing machine | |
RU172559U1 (en) | DEVICE FOR MIXING LIQUIDS IN RESERVOIRS | |
RU2340656C2 (en) | Method of obtaining nano-dispersed hydro-fuel emulsion and device to that end | |
CN204198704U (en) | A kind of microfine coal produces oil coal slurry fuel oil device | |
CN2448441Y (en) | Water mixed heavy oil continuous automatic emulsifier | |
CA2849450A1 (en) | In-line, high pressure well fluid injection blending | |
CN1095311A (en) | The water-oil mixing method of low pollution, high burning efficiency and equipment thereof | |
RU216787U1 (en) | ROTARY-PULSED HOMOGENIZER FOR PRODUCING REVERSE OIL-WATER EMULSIONS | |
RU2772137C1 (en) | Ultrasonic cavitation transducer | |
RU2138335C1 (en) | Method of preparation of water-and-coal suspension and rotary hydraulic impact apparatus for realization of this method | |
CN103611456B (en) | A kind of ultrasonic field static chemical feeding mixer |