6.11.5 Гідравлічний диспергатор

Навіть при інтенсивному перемішуванні гідравлічними і механічними перемішувачами бу­ровий розчин тривалий час виявляє нестабільність своїх властивостей головним чином внаслідок нестабільності дисперсного складу суспензій (для глинистих розчинів) або емульсій (для розчинів на вуглеводневій основі). Для прискорення гідратації глини у воді і емульгування масла (або води) в дисперсійному середовищі використовується диспергатор.

• Гідравлічний диспергатор ДГ-1 (рисунок 6.27) складається з корпусу 7 з камерою 2, в середині якої співвісно розміщені керамічні (металоке­рамічні, твердосплавні) насадки 3, закріплені накидними гайками в посадочних виточках.

Рисунок 6.27 − Схема гідравлічногодиспергатора ДГ−І

Зверху камера закрита глухим фланцем, що від­криває доступ для заміни насадок. До неї приварені вхідні і вихідні патрубки для подачі та зливу бурового розчину. Вихідний патрубок 4 дозволяє приєднуватися до гідроежекторного змішувача БПР. На вхідній трубі встановлюється засувка високого тиску, манометр та запобіжний клапан на тиск 15 МПа.

Подача готового бурового розчину становить 15—20 м³/год; діаметр насадок 9, 11, 13, 16 мм; маса пристрою 76 кг.

Принцип дії гідравлічного диспергатора базується на тому, що при співударах швидкісних зустрічних струменів у камері з обмеженим об'ємом виникають кавітаційні явища, ультразвукові та інші ефекти, які інтенсифікують процеси диспергування. Оброблені таким чином суспензія або емульсія не змінюють своїх властивостей під впливом інших, більш потужних диспергуючих ефектів, які виникають при роботі насосів, турбобурів, доліт в процесі буріння свердловини. Крім того, відбувається додаткове подрібнення глинистих матеріалів, нафти, бітуму, що призво­дить до зменшення витрат хімічних реагентів.

6.11.6 Технологічний процес приготування бурових розчинів

Для приготування необважнених глинистих розчинів використовуються глинопорошки та вода, для обважнених — глина, вода і барит.

Перед початком процесу визначають кількість компонентів, потрібних для приготування необхідного об'єму бурового розчину. Для орієнтовного розрахунку компонентного складу об­важненого глинистого розчину при застосуванні диспергатора рекомендуються дані табл. 3.28. Для необважнених розчинів компонентний склад можна визначити за допомогою даних табл. 3.29. Якщо диспергатор під час приготування розчину не використовувався, то кількість глини в обважненому розчині треба збільшити на 30% для саригюського і черкаського бенто­нітів і на 50% для куганацького та нафтоабадського бентонітів.

► Технологічний процес приготування бурового розчину є таким:

• обв'язують технологічну лінію згідно з рисунком 6.28;

• у чан 9 заливають воду в кількості 1'/₂—1²/₃ від розрахункового об'єму необхідної порції розчину;

• встановлюють на гідравлічному диспергаторі насадки у відповідності з подачею бурових насосів:

Подача бурових насосів, л/с	16	20	24	28	32	38
Діаметр насадок у диспергаторі, мм	11-12	12-13	14	14-15	15-16	17

• встановлюють на гідравлічному диспергаторі штуцер діаметром ЗО мм на період введення глинопорошку (при введенні обважнювача треба встановити штуцер діаметром 20 мм);

• вмикають на 5—7 хв. аерацію в бункері з глинопорошком; тиск повітря має бути 0,02—0,03 МПа;

• вмикають буровий насос за схемою «ємність → гідравлічний диспергатор (якщо він використовується) → ежекторний гідрозмішувач → ємність». Тиск в нагнітальній лінії насосів має бути 12—14 МПа (при відсутності диспергатора — не більше 4 МПа);

• відкривають розвантажуючий отвір бункера БПР, повернувши шиберну заслінку на 15-20°;

1—свердловина; 2—жолоб; 3— вібросито; 4— гідравлічний перемішувач; 5, 7—резервуари циркуляційної

системи;6—засувка високого тиску; 8— бурові насоси; 9, 10— механічні перемішувачі; 11—заслінка;

12— гідравлічний диспергатор; 13—фільтр; 14— бункер БПР; 15—штуцер; 16— аератор; 17— площадка;

18— камера гідрозмішувача;19— завантажувальна воронка

Рисунок 6.28 − Схема обв'язки технологічного обладнання для приготування бурового розчину

• вводять у воду через ежекторний гідрозмішувач розрахункову кількість глинопорошку;

• припиняють подачу глинопорошку і диспергують суспензію глини у воді протягом 4—5 циклів циркуляції за колом;

• зупиняють буровий насос і при безперервному перемішуванні розводять суспензію водою до умовної в'язкості 25 с.

При приготуванні ОБР густиною 1400 кг/м³ та менше послідовність операцій 1 — 10 повто­рюється.

Далі виконують такі операції:

• аерують в бункері БПР порошкоподібний баритовий обважнювач.

• створюють циркуляцію за допомогою бурового насоса за схемою «ємність → гідравлік ний диспергатор → ежекторний гідрозмішувач → ємність»;

• диспергують суспензію глини у воді протягом 1—2 циклів або інтенсивно її перемішують протягом 1—2 год. Після досягнення СНЗ суспензії глини у воді СНЗ, = 0,3—0,5 Па (при такому СНЗ барит не осідає в ємності) в ежекторний гідрозмішувач вводять баритовий обваж­нювач, повернувши заслінку розвантажуючого отвору на 15—20°;

• після досягнення потрібної густини суспензії припиняють подачу бариту;

• отриману суспензію диспергують протягом 2—3 циклів при перепаді тиску в дисперга­торі 11—12 МПа, а при відсутності диспергатора її інтенсивно перемішують протягом 1—2 год.;

• зупиняють буровий насос і при безперервному перемішуванні розводять суспензію водою до заданого об'єму.

Для приготування ОБР густиною понад 1450 кг/м³ послідовність операцій 1—13 повторюється. Потім операції виконують в такому порядку:

• після досягнення густини суспензії 1300—1350 кг/м³ припиняють подачу бариту;

• диспергують отриману суспензію протягом 2—3 циклів при перепаді тиску в диспергаторі 11—12 МПа, а при його відсутності інтенсивно перемішують протягом 1—2 год.;

• одночасно через ежекторний гідрозмішувач вводять розраховану кількість баритового обважнювача при одночасному заповненні ємності водою до заданого об'єму.