7.Спец. Вопрос

Эмульсионные промывочные жидкости.

При алмазном бурении широко применяются специальные эмульсионные промывочные жидкости, которые помимо выполнения основных функций промывки (охлаждение породоразрушающего инструмента и удаление с забоя разрубленной породы), обладают повышенными смазочными и антивибрационными свойствами и активно воздействуют на весь процесс разрушения горных пород. Такими свойствами при различной степени активности в зависимости от характера горных пород и степени минерализации вод обладает ряд жидкостей.

Наибольший и практический интерес представляют жидкости, которые приготавливаются из товарных продуктов нефтеперабатывающей, химической, лесотехнической промышленности и апробированы в лабораторных и производственных условиях.

Эмульсии из кожевенной эмульгирующей пасты.

Кожевенная паста – товарный продукт, выпускаемый отечественными нефтеперобатывающими заводами, представляет собой минеральное масло средней вязкости, загущенное натровыми мылами синтетических жирных кислот.

Пасту вводят в воду в соотношении от 1:2000 до 1:50, т.е. в концентрации 0,5-2,0℅. Указанная концентрация является оптимальной для снижения коэффициента трения, повышения механической скорости бурения и стойкости алмазных коронок.

Эмульсия на основе омыленной смеси гудронов.

Омыленную смесь гудронов применяют в качестве эмульгирующей добавки к промывочным растворам при алмазном бурении. Для её приготовления могут быть использованы гудроны технических или растительных жиров или их смесей.

Техническая характеристика смеси гудронов

Кислотное число, мг КОН …………………………………….60 –70

Число омыления, мг КОН …………………………………… 180 – 200

Молярная масса …………………………………………………475 – 522

Плотность, г/см3…………………………………………………0.975

Содержание жирных кислот, высвобождаемых при омы- лении. ℅………………………………………………………52.4- 64

Температура застывания, 0С ……………………………………≈0

Смесь гудронов нетоксична, а приготовленная на ее основе эмульсия безвредна; эмульсия ОСГ снижает поверхностное натяжение воды на границе с воздухом; это свойство смеси гудрона способствует увеличению механической скорости.

Оптимальная концентрация ОСГ в промывочной жидкости находится в пределах 1,5 – 2,5 ℅, зависит от состава смеси гудронов (СГ) и типа горных пород и уточняется лабораторным путем.

Мылонафтовые эмульсии

Мылонафт – это вещество, представляющее смесь натровых мыл нафтеновых кислот, собственно нафтеновых кислот, небольшого количества минерального масла и воды. Преимуществом мылонафта является содержание в нем органических кислот, обладающих наибольшей маслянистостью.

Оптимальная концентрация мылонафта в эмульсии составляет 0,5 –1,0℅ по массе, при этом количество масляной добавки в виде свободных нафтеновых кислот колеблется в пределах 0,25 –0,5℅.

Эмульсии на основе сульфатных мыл.

Сульфатные мыла являются промежуточным продуктом целлюлозно-бумажного производства при изготовлении таллового масла; товарный продукт представляет собой 60-62℅-ный водный раствор сульфатного мыла следующего состава (℅);

Омыленные и неомыленные жировые смоленые кислоты……………………………………………………47-53

Щелочь………………………………………………………… 6-8

Фенолы………………………………………………………….<1

Зола…………………………………………………………… 9-10

Вода…………………………………………………………… 32-36

Стабильность раствора сульфатного мыла сохраняется при жесткости воды 10·10-3 моль/л. Сульфатные мыла применяются с технической водой в концентрации 1-2%, в глинистых растворах – с концентрацией 4 % по массе.

Устранение влияния жесткости воды.

Наиболее существенное влияние на эксплуатационные свойства эмульсионной промывочной жидкости оказывают степень жесткости воды, из которой готовится эмульсия, и в меньшей степени жесткость вод, поступающих в скважину в процессе бурения.

Хорошее защитное действие против разложения эмульсии в жесткой воде оказывают добавки небольшого количества (от 0,05 до 0,5 % от объема промывочной жидкости) неиогенных ПАВ типа ОП-7 и ОП-10. В этом случае образующиеся кальциевые и магниевые соли не коагулируют, а остаются в растворе в виде микрочастиц во взвешенном состоянии в стабильной дисперсной фазе.

Эмульсия получается более стабильной и однородной, если перед разведением в жесткой воде пасту предварительно тщательно перемешать с ОП-7 или ОП-10 до получения однородного эмульсола и только потом разводить водой.

Так же жесткие воды можно смягчить введением растворов электролитов: Na2CO3? NaOH (едкий натр), Na3PO4.

Количество химикатов, необходимое для смягчения воды, рассчитывают по формуле:

P=nV,

Где n- удельное количество химиката для воды данной жесткости, г/м3;

V –объем промывочной жидкости, м3.

8.Список используемой литературы.

1.Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин/2тома Под ред. Е.А. Козловского – М: Недра, 1984.

2. Сулакшин С.С. бурение геологоразведочных скважин – М: Недра, 1994.

3.Воздвиженский Б.И., Голубцев О.Н., Новожилов А.А. разведочное бурение – М: Недра, 1979.

4. Кирсанов, Зиненко, Кардыш буровые машины – М: Недра, 1981.

5. Зварыгин В.И. Тампонажные смеси: Текст лекций /ГАЦМиЗ. – Красноярск,1998.

6. Зварыгин В.И. промывочные жидкости: Учебное пособие/ГАЦМиЗ. – Красноярск,1996.