23.3 Технологія приготування розчину (вбр-4)

До початку приготування вапнисто-бітумного розчину готується комплексний реагент. Спочатку уточнюють відношення конкретних компонентів, вказаних в табл.21.1, виходячи з фактичного вмісту в них активних речовин і лабораторної перевірки агрегативної стійкості отриманого комплексного реагенту (КР) (суміш не повинна розширюватись на вуглеводну та водну фази). Під час роботи на буровій в умовах низьких температур для забезпечення рухомості КР кількість введеного в нього дизельного палива може бути збільшена.

Відповідно повинна бути установлена кількість домішки КР в розчин.

КР готують за наступною технологією. В розраховану кількість сульфанола вводять хлористий кальцій і перемішують суміш протягом 1,0-1,5 годин до повного розчинення хлористого кальцію в водній фазі товарного сульфонола. ( В випадку використання порошкоподібного сухого сульфонола попередньо готують його 40-50% водний розчин ). Якщо при цьому спостерігається вспінювання, до суміші додають невелику кількість СМАД-І (до 5% від загального об’єму ). Окремо готують вуглеводневу частину КР шляхом змішування СМАД-І, ІКБ-4 “Н” і дизельного палива. Цілеспрямовано спочатку ІКБ-4 “Н” розтворити в дизельному паливі, а потім змішати з СМАД-І. Після цього суміш сульфонола і хлориду кальцію поступово вводять у вуглеводню частину КР при інтенсивному перемішуванні, яке продовжують протягом 1-2 годин до отримання однорідної суміші з показником електростабільності не менше 100В.

В умовах бурової для приготування КР можуть використовуватися змішувальні ємності ( 5-10 м³ ), обладнані гідромоніторними і механічними перемішувачами, а також цементувальний агрегат. Для приготування лабораторних проб КР необхідно застосовувати високообертові мішалки (  2000 хв^-1 ). Приготовлений КР відкачують в ємність а потім використовують при приготуванні і обробці розчину.

Потім приготовлюють вапняно-бітумний концентрат ( ВБК ) з масовим вмістом бітума, вапна та води, передбачені рецептурою, і масовою частиною дизельного палива, рівною трьом масовим частинам бітума. Для цього в дизельне паливо при перемішуванні вводять бітум, воду, потім вапно. Вапно додають для запобігання закипання розчину і вводять поступово, щоб температура суміші не перевищувала 80-90С.

Для отримання необважненого ВБР до приготовленого ВБК додають дизельне пальне в кількості, рівній одній масовій частині бітума, бентонітовий порошок за рецептурою, 1/3 частину передбаченого рецептурою КР. Після цього суміш інтенсивно перемішують до однорідної суміші.

Для надійного змочування обважнювача і нейтралізатора ЖС-7 вуглеводневою основою розчину їх введення в розчин проводять з попереднім приготуванням пульпи. Для цього дизельне пальне, барит, нейтралізатор і КР, додають до необважненого розчину при його обважненні, попередньо перемішуючи. Потрібна рухомість і стабільність отриманої пульпи досягається додаванням до неї частини призначеного для обважнення розчину.

Для інтенсивного перемішування вихідних компонентів розчину змішувальну ємність (об’ємом 30-40м³ ) обладнують 2-3 поворотними гідромоніторними перемішувачами типу ПГ, які здійснюють перепад на насадках до 5 МПа. Для збільшення швидкості деспергування компонентів ВБР-4 і їх рівномірного розподілу в об’ємі розчину використовують гідравлічний диспергатор типу ДГ-2. Диспергатор встановлюють на відводі лінії високого тиску бурового насосу з викидом в прийомну ємність чи виходом в господарську лінію. Робочий тиск на гідравлічному деспергаторі повинен складати 9-10 МПа.

Вводять вихідні компоненти в розчин, який готується, через гідрозмішувач ежекторного типу чи ФСМ, які встановлені в системі замкнутого циклу циркуляції прийомні ємності насоса ( чи спеціальна ємність для приготування ) – буровий насос – гідрозмішувач ( ФСМ ) – прийомні ємності.

Порядок вводу компонентів і орієнтовний час перемішування розчину наведені в табл.23.4.

Готовність розчину оцінюють за стабільністю показників властивостей, які визначають послідовно через 30 хвилин перемішування.

Приготовлений розчин розміщують в металевих ємкостях (закритих або з навісами ), обладнаних перемішуючими пристроями і з’єднаних зі всмоктуючою та нагнітаючою лініями насосів.

Специфічні властивості ВБР-4, який є однотипним розчином на вуглеводневій основі, вимагають ретельної підготовки бурового обладнання для запобігання розчину від забруднення іншими речовинами, запобігання його розливу та забруднення грунту, створення зручних умов роботи бурової бригади.

Циркуляційна система повинна бути закрита навісами для запобігання попадання атмосферної вологи та піску при піщаних бурях.

Таблиця 23.1 – Компонентний склад вапнисто-бітумного розчину

Таблиця 23.2 – Компонентний склад вапнисто-бітумного розчину ВБР-2 на 1 м³

^* – кількість вапна вказано із розрахунку його 60% активності за СаО;

^** – при бурінні пластів з вмістом сірководню.

Таблиця 23.3 – Показники властивостей ВБР-4

Показники	Одиниці виміру	Значення показників
		1	2	3
Густина	кг/см3	1100-1500	1500-1900	1900-2200
Умовна в’язкість при витіканні 100 см3 розчину з залитого обєму 200 см3 (при 46°С)	с	15-25	16-30	18-40
Статичне напруження зсуву (при46°С) через 1хв. спокою через 10хв. спокою	дПа	6-20 12-40	24-40 40-90	30-50 60-120
Пластична в’язкість (при 46°С)	мПа·с	50-70	60-80	70-90
Динамічне зусилля зсуву (при 46°С)	дПа	30-60	50-100	70-110
Фільтрація	см3/30хв	0,5-1,5	0,5-1,5	0,5-2,0
Вміст водної фази (допустимий)	%	до 20	до 20	до 20
Електростабільність	В	³ 600	³ 600	³ 600

Таблиця 23.4 – Показники властивостей ВБР-2

Показники	Значення показників
Густинаг/см3	1,05-2,3
Умовна в’язкість, с витікання 100мл з 200мл довж. 15мм	25-40
Статичне напруження зсуву, дПа через 1хв спокою через 10хв спокою через 24год спокою	0-50 6-100 300-400
Пластична в’язкість, мПас	до 100
Динамічне зусилля зсуву дПа	до 100
Ефективна в’язкість при 600 об/хвмПас	до 140
Показник фільтрації см3 за 30хв	0-1,5
Показник динамічної фільтрації при 200С, см3 за 30хв	до 35

ВБР-2

Технологія приготування ВБР-2 не дуже відрізняється від технології приготування ВБР-4 і полягає в окремому вводі поверхнево-активних речовин.

Спочатку готується вапняно-бітумний концентрат (ВБК) з масовим складом бітума, вапна і води, за рецептурою (див.табл. 29), і масовою частиною дизельного палива, рівною трьом частинам бітума. Вапно вводять поступово для запобігання закипання розчину.

Для отримання необважненого ВБР-2 до приготовленого ВБК додають дизельне пальне в кількості, рівній одній масовій частині бітума, бентонітовий порошок за рецептурою і 1/3 частину передбаченого рецептурою ПАР (сульфонол і СМАД). Після цього суміш інтенсивно перемішують до однорідної суміші.

Обважнення ВБР –2 і ввід нейтралізатора проводять шляхом додавання до необважненого розчину баритової пульпи. Приготування баритової пульпи полягає у ретельному перемішуванні дизельного палива, барита нейтралізатора і ПАВ (СМАД і сульфонол).

Технічні засоби приготування ВБР-2 відповідають приведеним для ВБР-4 а порядок вводу компонентів і орієнтовний час перемішування приведені в табл.

Таблиця 23.5 – Технологія приготування ВБР-4

^* для запобігання можливого злипання бітума на клапанах бурового насоса в перший момент приготування розчину бажано підігріти дизельне пальне до 60-70°С.

Таблиця 23.6 – Технологія приготування ВБР-2

№ п/п	Операція	Час вводу компонентів при безперервному перемішуванні хв	Час допоміжного перемішування після вводу компонентівхв	Прокачка через диспергатор цикл
Приготування ВБК
1	Дизпаливо + бітум	60	60	-
2	(1) + вода	10	10	-
3	(2) + вапно	60	60	-
4	(3)	-	-	2
Приготування необважненого ВБР-2
5	ВБК + дизпаливо	10	10	-
6	(5) + бентоніт	30	60	-
7	(6) + ПАВ	15	60	-
Обважнений ИБР
8	(7) + дизпаливо	10	10	-
9	(8) + бентоніт	15	60	-
10	(9) + ЖС-7 + барит	120	60	-
11	(10)	-	-	2