Устройство для выделения твердой фазы из бурового раствора - SU895171A1

Чертежи

Описание

Изобретение (уносится к области очистки, а частности к утилизации бурового раствора, и может быть ис- пользовано в нефтяной, газовой и геологоразведочной промышленности. з

.Известно электрофоретическое устройство по выделению твердой фазы избурового раствора, содержащее корпус, являющийся катодом, в котором циркулирует буровой раствор, и размещен- Ю ный в нем катод - вращающийся барабан , с которого осевшие частицы смещаются скребками Cl D .

Недостатком устройства является потеря в сгущенном буровом растворе 15 части растворимых веществ.

Наиболее близким к изобретению является устройство для выделения твердой фазы из бурового раствора, включающее корпус с отверстиями для вво- 20 да и отвода жидкости, подключенный к отрицательному полюсу, размещенный в корпусе положительный электрод и ме- . ханизм для транспортирования твердой фазы С 2 } .25

Недостатком устройства является не™ полное.извлечение из раствора частиц твердой фазы и непроизводительная периодичная работа устройства.

Целью изобретения является обес- зо печение более полного извлечения твердой фазы из бурового раствора.

Цель достигается тем, что дно корпуса выполнено перфорированным, а положительный электрод - плавающим, , причем механизм для транспортирования твердой фазы выполнен в виде шнека из диэлектрического материала.

Буровой раствор, поступающий из скважины и содержащий в своем соста- Q ве шлам, полезную твердую фазу (мелкодисперсные глинистые частицы, утяжелитель ), дисперсную среду, состоящую обычно из воды и растворенных в ней солей (мономолекулярных ионов) , и высокомолекулярных химических реагентов (стабилизаторов)- полиэлектролитов , подвергают вначале очистке с целью удаления из него частиц выуренной породы - шлама. , „

Затем раствор обрабатывают в зоне отрицательного электрода электрохимической системы, обеспечивающей отсутствие проникновения продуктов электрохимических реакций, протекаю- 55 их в зоне положительного электрода, в буровой раствор. Это позволяет - . увеличить концентрацию свободных гидроксильных групп, комплексов , и гидратированных электронов в буровом растворе. Указанные частицы адсорбируются на межфазных поверхностях, образованных молекулами полиэлектролитов и частицами твердой фазы с дисперсной средой бурового раствора.

Очищенный буровой раствор поступает в устройство для .выделения твердой фазы из бурового раствора, емкость которого является катодом, а анодом является непрерывно прокачиваемая электропроводящая жидкость, отделенная от массы бурового раствора гидропроницаемой диэлектрической перегородкой . Дно емкости выполнено в виде токопроводящей сетки.

В результате возникновения мощных электростатических сил. отталкивания между частицами, составляющими буровой раствор, его слои перемещаются один относительно другого с меньшим внутренним трением (уменьшается вязкость ), а вода, жестко удерживаемая ранее у поверхностей оаздела Фаз благодаря наличию диполь-дипольного взаимодействия , водородных и донорноакцепторных связей, приобретает большую подвижность в двязй с униполярным (отрицательным зарядом поверхности дисперсной фазы .(включая и поверхность молекул полиэлектролитов). Поэтомувода из бурового раствора под действием сил гравитации фильтруется сквозь токопроводящую сетку, обезвоживая буровой раствор.

Отрицательно заряженная сетка, сквозь которую удаляется вода из бурового раствора, способствует непрерывному и интенсивному ее Ьтбору, поскольку отталкивает от своей поверхности отрицательно заряженные глинистые частицы и предотвращает тем возможность образования малопроницаемой фильтрационной корки. Кроме того, заряженная сетка не позволяет отрицательно заряженным макромолекулам полиэлектролитов уходить вместе с водой и ионйми низкомолекулярных соединений, содержащимися в ней, из урового раствора. В результате процесса обезвоживания в емкости, где наодится буровой раствор, образуется паста, состоящая из полезной твердой азы и высокомолекулярных активированных химических реагентов.

Устройством, выполняющим роль нода, не оказывающего на буровой 389 раствор коагулирующего влияния поступающими с его поверхности продуктами электрохимических реакций, явля ется плавающий на поверхности раство ра диэлектрический полый корпус с дном, выполненным также из диэлектрического пористого материала (брезент , порист.ый фторопласт и т.д.) и помещенным внутри него положительн электродом 1 графитовым, металлическим ). В качестве электролитического ключа, замыкающего цепь, служит водный токопроводящий раствор, прокачиваемый насосом по замкнутому циклу. Таким образом, контакт между анодом и раствором осуществляется посредством жидкого электролитического мости ка электрЪлит - раствор, образующегося в зоне их раздела пористой диэлектрической перегородкой. Паста, полученная в емкости после обезвоживания, может быть высушена, а может быть направлена на другой объект, где необходим буровой раство На чертеже изображена схема устройства для выделения твердой фазы из бурового раствора. Устройство содержит емкость 1, плавающий анод,, насос 3 для перекачки токопроводящей жидкости, источник постоянного тока k, емкость 5 дл токопроводящей жидкости, емкость 6 для пасты бурового раствора и емKocfь 7 для собираемой воды. Для про талкивания образовавшейся пасты бурового раствора в емкости 1 размещен шнек 8, лопасти которого выполнены из диэлектрического материала, для сохранения электрического поля без искажения. Шнек 8 приводится во вращение электроприводом 9. Дно емкости выполнено перфорированным в виде токопроводящей сетки 10 и через корпус емкости 1 подключено к отрицательном полюсу источника тока . Под токопро водящей сеткой 10 размещен наклонный поддон 11 для направления стока ссЗби . раеной воды. Корпус плавающего анода 2 выполнен из плавучего пористого диэлектрического материала, а его дно 1-2 - из сетчатого диэлектрического материала, например брезента или перфорированной пластмассовойпленки. В полости плавающего анода 2 размещены подводной 13 и отводной 1 патрубки, соединена ные гибкими шлангами 15 с насосом для перекачки токопроводящей жидкости 3 и емкостью для токопроводящей жидкости 5. В полости плавающего анода 2 также расположен положительный электрод 16, выполненнь|й металлическим или графитовым, подсоединенный к положительному полюсу источника тока с помощью гибкого токовода 17. Для подачи.поступающего бурового раствора в емкость 1 предусмотрен желоб 18. Устройство работает следующим образом .. Очищенный от частиц шлама буровой раствор, по желобу 18 поступает в ем- . кость 1. Одновременно в плавающем аноде 2 с. помощью насоса 3 и через емкость 5 с токопрюводящей жидкостью и отводящий и подводящий патрубки 13 и I с помощью гибких шлангов 15 устанавливается- циркуляция токопроводящей жидкости, а буровой раствор от токопроводящей жидкости разделяется диэлектрической сеткой. При включении источника постоянного тока в емкости 1 создается электрическое поле , образованное.катодом - токопроводящей сеткой 10 и плавающим анодом 2, в полости которого размещен электрод 16, подключенный к положительному полюсу источника тока с помощью гибкого токовода 17. Находящийся в емкости 1 шнек 8 t диэлектрическими лопастями приводится в движение электроприводом 9 и проталкивает образующуюся пасту в емкость 6. Отделяющаяся под влиянием электрического поля вода фильтруется через сетку 10 и по поддону 11 стекает в емкость для собираемой воды 7,

Реферат