Методика выбора и испытания бурового раствора

3.5.1 Общие сведения о выборе бурового раствора

Учитывая, геолого-технические условия и возможные осложнения, в качестве основной промывочной жидкости выберем – полимерный безглинистый раствор. Эти растворы отличаются высокой гидрофильностью и псевдопластичностью — способностью разжижаться до вязкости, близкой к вязкости воды, при больших скоростях сдвига и загустевать при низких, так же низкой плотностью, что улучшает условия очистки, повышает эффективность процесса разрушения породы.

Для приготовления безглинистых полимерных буровых растворов будут использоваться: гидролизованный полиакриламид (ГПАА), ксантановая кислота (биополимер)и карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ 600). В качестве противоморозной добавки используем NaCl.

Для обработки растворов противоморозной добавкой определены нормы введения в раствор NaCl (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Ориентировочные нормы введения в раствор химических реагентов

Содержание соли в растворе в %	0,1	2,9	5,6	8,3	11,0	13,6	14,9	16,2	17,5
Температура замерзания в 0С		-1,8	-3,5	-5,4	-7,5	-9,8	-11,0	-12,2	-13,6

 

Исходя из геолого-технических условий бурения на участке Хрустальный, температура мерзлых пород до -4 ⁰С, концентрация NaCl в растворе – 6,5%.

 

3.5.2 Оборудование для исследования свойств бурового раствора

Воронка Марша.

Вискозиметр воронка Марша - простой прибор для быстрого измерения вязкости бурового раствора. Воронка Марша дает общие сведения о вязкости бурового раствора, они могут указать инженеру о необходимости изменения состава бурового раствора.

Вязкость по Маршу - это соотношение скорости прохождения бурового раствора через отверстие в воронке (скорость сдвига) и массы самого бурового раствора, которая заставляет буровой раствор двигаться (напряжение сдвига). Вязкость по Маршу записывается в секундах, в течение которых 500 мл. бурового раствора выходит из наполненной воронки

рис. 1 Вискозиметр воронка Марша

 

Фильтр-пресс Fann Series 300 API

Фильтр-пресс низкого давления - Series 300 API Предназначен для определения фильтрационных свойств буровых растворов и цементных смесей.

Рабочее давление 100 psi; площадь фильтрации 7,1 кв. дюйма.

Фильтрующей средой обычно является фильтровальная бумага, которая специально утверждается для тестирования фильтрата бурового раствора. Приемником фильтрата является мерный цилиндр объемом 10 или 25 мл.

Источники давления обеспечивают необходимое давление 100 ± 5 фунтов на квадратный дюйм (690 ± 35 кПа) и могут быть в виде баллонов с сжатым азотом или воздухом, картриджей с газом CO2, питаться от систем подачи высокого давления воздуха или воды или же от гидравлического балластного источника давления (Dead-Weight).

При замере показателя фильтрации на фильтре-прессе для перевода к Российскому стандарту (для прибора ВМ-6) значение фильтрации делится на 2 и умножается на 0,8 (или умножается на 0,4).

 

рис 2. Фильтр-пресс Fann Series 300 API

 

3.5.3 Разработка рецептуры бурового раствора и испытание его в лабораторных условиях

Для приготовления безглинистого полимерного раствора будем использовать гидролизованный полиакриламид ГПАА, КМЦ-600, ксантоновую кислоту, NaCl.

Используя имеющиеся полимеры и противоморозную добавку приготовим три различных по составу и консистенции буровых раствора. Готовые промывочные жидкости подвергаем лабораторным исследованиям.

Самыми важными свойствами являются водоотдача и вязкость, которые измеряются соответственно на фильтр-прессе Fann и воронке Марша. Так же измеряем плотность при помощи ареометра. Для высокой точности, каждое свойство измеряется по три раза при положительной и отрицательной температуре и записывается среднее его значение.

Конечные результаты опытных испытаний записаны в таблице 3.1.

Качественные показатели исследуемых растворов

Состав бурового раствора	Свойства
При комнатной температуре	При температуре -30С
Водоотдача см3/30мин	Условная вязкость, с.	Плотность кг/м3	Водоотдача см3/30мин	Условная вязкость, с.	Плотность кг/м3
0,23%ГПАА+6,5%NaCl
0,15%КМЦ600+6,5%NaCl
0,15%ГПАА+0,2%Ксантановая ксислота+6,5%NaCl

Таблица 3.1

 

рис. 3 Показатели вязкости

рис. 4 Показатели водоотдачи

 

Наиболее подходящим составом буровой жидкости для бурения в заданных геологических условиях является 0,15%ГПАА+0,2%Ксантановая ксислота+6,5%NaCl.

В ходе проведенной работы можно сделать вывод о том, что значительное снижение водоотдачи можно добиться при совместном использовании таких полимеров, как гидролизованный полиакриламид и ксантановая кислота, а для получения устойчивости раствора к отрицательной температуре NaCl.

 

Читайте также:

1. Бальный метод выбора наиболее конкурентоспособной модели.
2. Безграничность потребностей. Проблема редкости. Проблема выбора. Кривая производственных возможностей общества. Графическая трактовка.
3. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ БУФЕРНЫХ И НЕБУФЕРНЫХ СИСТЕМ.ОПРЕДЕЛЕНИЕ БУФЕРНОЙ ЕМКОСТИ РАСТВОРА.ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ.
4. Величину, характеризующую способность буферного раствора противодействовать смещению реакции среды при добавлении кислот или щелочей, называют буферной емкостью раствора.
5. ВОПРОС 18. Кардиналистская версия теории потребительского выбора. Предельная пролезность.
6. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ БУРОВОГО НАСОСА.
7. Глава 14. ТЕОРИЯ ОБЩЕСТВЕННОГО ВЫБОРА
8. Двойственная задача потребительского выбора.
9. Зависимость эффективности воздействия на речевое развитие от правильного выбора средств развития речи и их взаимосвязи.
10. Задача потребительского выбора
11. Заездка, заводской тренинг и ипподромные испытания рысистых лошадей.
12. ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА О ВЫБОРАХ И РЕФЕРЕНДУМАХ